JP2005127611A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器に係り、特に、二酸化炭素等を冷媒とする超臨界冷凍サイクルにおける車両用空調装置のインタークーラ等に使用される熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly to a heat exchanger used for an intercooler of a vehicle air conditioner in a supercritical refrigeration cycle using carbon dioxide or the like as a refrigerant.
従来から、車両用空調装置の冷媒回路において二酸化炭素等の低臨界点を有する冷媒が使用された場合、放熱器の放熱能力と冷媒能力を増すために、放熱器の下流側に、例えば、特許文献1に記載されているようなインタークーラが設けられている。
このインタークーラ等に使用される従来の熱交換器を図5ないし図7により具体的に説明する。図5は、従来の熱交換器を示す分解斜視図である。図6は、図5に示す従来の熱交換器におけるC−C断面図である。図7は、図5に示す従来の熱交換器の帯板チューブ部分におけるD−D断面図である。
図5ないし図7に示すように、従来の熱交換器50は、高温高圧冷媒が流通する冷媒流路51を有する帯状の高圧帯板チューブ52と、低温低圧冷媒が流通する冷媒流路53を有する帯状の低圧帯板チューブ54とを備えている。
高圧帯板チューブ52には複数の穴52a(図7参照)が設けられ、これらの複数の穴52aは、高温高圧冷媒が流通する冷媒流路を形成している。一方、低圧帯板チューブ54にも複数の穴54a(図7参照)が設けられ、これらの複数の穴54aは、低温低圧冷媒が流通する冷媒流路を形成している。この低温帯板チューブ54に形成される冷媒通路は、流通する冷媒の圧力損失を低減させるために、この流路断面である穴54aの断面積が、高温高圧冷媒が流通する冷媒流路の流路断面積よりも大きくなっている。
高圧帯板チューブ52の両端部は、それぞれ高圧ヘッダ56の溝56aに嵌め込まれてろう付け接続され、低圧帯板チューブ54の両端部は、それぞれ低圧ヘッダ58の溝58aに嵌め込まれてろう付け接続されている。また、これら高圧帯板チューブ52と低圧帯板チューブ54は互いに平面が重なるように密着されて積層され、これらの平面間がろう付けされている。
Conventionally, when a refrigerant having a low critical point such as carbon dioxide is used in a refrigerant circuit of a vehicle air conditioner, in order to increase the heat dissipation capability and refrigerant capability of the radiator, An intercooler as described in Document 1 is provided.
A conventional heat exchanger used for the intercooler and the like will be specifically described with reference to FIGS. FIG. 5 is an exploded perspective view showing a conventional heat exchanger. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC in the conventional heat exchanger shown in FIG. FIG. 7 is a DD cross-sectional view of the strip tube portion of the conventional heat exchanger shown in FIG.
As shown in FIGS. 5 to 7, a
The high
Both ends of the high-
しかしながら、従来の熱交換器50においては、高圧帯板チューブ52及び低圧帯板チューブ54等の部品におけるろう付け面積が大きく、ろう付け箇所の不良率が高くなる可能性があり、熱交換器の機能性も損なわれる可能性が高いという問題がある。
また、従来の熱交換器50においては、部品点数が多く、組立性が悪いため、製造コストが高くなるという問題がある。
さらに、従来の熱交換器50では、各チューブ52,54をそれぞれのヘッダ56,58に挿入する際にヘッダの中にチューブを位置決めするのが難しいという問題もある。
However, in the
Further, the
Further, the
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題を解決するためになされたものであり、部品点数を減らし、組立性を向上させ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。
また、本発明は、部品のろう付けの箇所や面積を減らし、不良率を低減させ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。
さらに、本発明は、冷媒流路を形成するチューブをヘッダに容易に位置決めす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。
また、本発明は、冷媒流路を形成するチューブ内を流れる冷媒の圧力損失を低減させ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。
さらに、本発明は、超臨界流体を冷媒として、冷媒を圧縮する圧縮機、放熱器、蒸発器、及び、減圧手段により冷凍サイクルを形成し、上述した熱交換器を、放熱器と減圧手段との間の冷媒と圧縮機への吸入冷媒とを熱交換させる内部熱交換器とする蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクル装置を提供することを目的としている。
また、本発明は、上述した蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクル装置を用いた車両用空気調和装置を提供することを目的としている。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a heat exchanger that can reduce the number of parts and improve the assemblability.
It is another object of the present invention to provide a heat exchanger that can reduce the brazing location and area of components and reduce the defect rate.
Furthermore, an object of the present invention is to provide a heat exchanger that can easily position a tube that forms a refrigerant flow path in a header.
Another object of the present invention is to provide a heat exchanger capable of reducing the pressure loss of the refrigerant flowing in the tube forming the refrigerant flow path.
Furthermore, the present invention forms a refrigeration cycle by using a supercritical fluid as a refrigerant, a compressor that compresses the refrigerant, a radiator, an evaporator, and a depressurizing unit, and the heat exchanger described above includes a radiator and a depressurizing unit. It is an object of the present invention to provide a vapor compression supercritical refrigeration cycle apparatus using an internal heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant between the refrigerant and the refrigerant sucked into the compressor.
Another object of the present invention is to provide a vehicle air conditioner using the above-described vapor compression supercritical refrigeration cycle apparatus.
上記の目的を達成するために、本発明の第1の発明は、高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒との間で熱交換を行う熱交換器であって、高温高圧の冷媒が流れる高圧側冷媒流路及び低温低圧の冷媒が流れる低圧側冷媒流路が一体的に形成された帯板状チューブ部材と、この帯板状チューブ部材の両端に設けられ、チューブ挿入溝から上記帯板状チューブ部材が挿入して固定されるヘッダ部材と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、帯板状のチューブ部材において複数の高圧側冷媒流路と複数の低圧側冷媒流路とが一体に設けられているため、部品点数を減らすと共に、従来のチューブ部材よりもろう付け箇所を減らすことができ、熱交換器の機能面での信頼性を向上させることができる。さらに、チューブ部材の端部をヘッダ部材に取り付ける際にチューブ部材の端部をヘッダ部材の内部に容易に位置決めすることができ、組立性を向上させることができる。
In order to achieve the above object, a first invention of the present invention is a heat exchanger for exchanging heat between a high-temperature and high-pressure refrigerant and a low-temperature and low-pressure refrigerant, and the high-pressure side through which the high-temperature and high-pressure refrigerant flows. A strip plate-like tube member integrally formed with a refrigerant channel and a low-pressure side refrigerant channel through which a low-temperature and low-pressure refrigerant flows, and the strip plate-like tube provided at both ends of the strip plate-like tube member from the tube insertion groove And a header member into which the member is inserted and fixed.
In the present invention configured as described above, since the plurality of high-pressure side refrigerant flow paths and the plurality of low-pressure side refrigerant flow paths are integrally provided in the strip-like tube member, the number of parts is reduced, and the related art The number of brazing points can be reduced as compared with the tube member, and the reliability in terms of the function of the heat exchanger can be improved. Furthermore, when attaching the edge part of a tube member to a header member, the edge part of a tube member can be easily positioned inside a header member, and assembly property can be improved.
また、本発明の第1の発明において、好ましくは、帯板状チューブ部材は、複数の高圧側冷媒流路及び複数の低圧側冷媒流路を備えている。
また、本発明の第1の発明において、好ましくは、帯板状チューブ部材の高圧側冷媒流路及び低圧側冷媒流路は、それぞれの断面が円形である。
また、本発明の第1の発明において、好ましくは、帯板状チューブ部材の低圧側冷媒流路の断面は、高圧側冷媒流路の断面よりも大きく形成されている
このように構成された本発明の第1の発明によれば、低圧側冷媒流路内を流れる冷媒の流速が減少し、低圧側の冷媒の圧力損失を低減させることができる。
また、本発明の第1の発明において、好ましくは、帯板状チューブ部材の高圧側冷媒流路及び低圧側冷媒流路は、それぞれ交互に千鳥状に配置されている。
このように構成された本発明の第1の発明によれば、高温側冷媒流路と低温側冷媒流路との互いの流路間の肉厚を減少させることができ、全体重量を軽量化させることができる。
また、本発明の第1の発明において、好ましくは、帯板状チューブ部材がヘッダ部材の内部の奥行面まで挿入され、この帯板状チューブ部材により、ヘッダ部材が高圧側冷媒流路と低圧側冷媒流路とに仕切られるように構成されている。
また、本発明の第1の発明において、好ましくは、ヘッダ部材は、その内部の奥行面にチューブガイド溝が形成され、帯板状チューブ部材の端部がこのチューブガイド溝により受け入れられるように構成されている。
また、本発明の第1の発明において、好ましくは、帯板状チューブ部材のヘッダ部材に挿入される部分の側面に、帯状チューブ部材の高圧側冷媒流路とヘッダ部材の高圧側冷媒流路を連通させる高圧側連通流路及び帯状チューブ部材の低圧側冷媒流路とヘッダ部材の低圧側冷媒流路を連通させる低圧側連通流路がそれぞれ形成されている。
また、本発明の第1の発明において、好ましくは、帯板状チューブ部材のチューブ挿入溝は、ヘッダ中央部よりも高圧側冷媒流路側に形成されている。
また、本発明の第1の発明において、好ましくは、帯板状チューブ部材は、一体の押出し材による押出し加工により形成され、又は、一体の引抜き材による引抜き加工により形成されている。
さらに、本発明の第1の発明において、好ましくは、ヘッダ部材は、一体の押出し材による押出し加工により形成され、又は、一体の引抜き材による引抜き加工により形成されている。
In the first invention of the present invention, preferably, the strip-shaped tube member includes a plurality of high-pressure side refrigerant flow paths and a plurality of low-pressure side refrigerant flow paths.
In the first invention of the present invention, preferably, each of the high-pressure side refrigerant flow path and the low-pressure side refrigerant flow path of the strip plate tube member has a circular cross section.
In the first invention of the present invention, preferably, the cross section of the low-pressure side refrigerant flow path of the strip-shaped tube member is formed larger than the cross section of the high-pressure side refrigerant flow path. According to the first aspect of the invention, the flow rate of the refrigerant flowing in the low-pressure side refrigerant flow path can be reduced, and the pressure loss of the low-pressure side refrigerant can be reduced.
In the first invention of the present invention, preferably, the high-pressure side refrigerant flow paths and the low-pressure side refrigerant flow paths of the strip plate-like tube member are alternately arranged in a staggered manner.
According to the first aspect of the present invention thus configured, the wall thickness between the high-temperature side refrigerant flow path and the low-temperature side refrigerant flow path can be reduced, and the overall weight is reduced. Can be made.
In the first invention of the present invention, preferably, the strip plate-like tube member is inserted to the depth surface inside the header member, and the strip plate-like tube member allows the header member to be connected to the high-pressure side refrigerant flow path and the low-pressure side. It is comprised so that it may partition with a refrigerant flow path.
Also, in the first invention of the present invention, preferably, the header member is configured such that a tube guide groove is formed in an inner depth surface thereof, and an end portion of the strip plate-like tube member is received by the tube guide groove. Has been.
In the first invention of the present invention, preferably, the high-pressure side refrigerant flow path of the strip-shaped tube member and the high-pressure side refrigerant flow path of the header member are provided on the side surface of the portion inserted into the header member of the strip-shaped tube member. A high-pressure side communication channel that communicates, and a low-pressure side communication channel that connects the low-pressure side refrigerant channel of the strip-shaped tube member and the low-pressure side refrigerant channel of the header member are formed.
In the first invention of the present invention, preferably, the tube insertion groove of the strip-like tube member is formed closer to the high-pressure side refrigerant flow path than the header central portion.
In the first invention of the present invention, preferably, the belt-like tube member is formed by an extrusion process using an integral extrusion material, or is formed by a drawing process using an integral drawing material.
Furthermore, in the first invention of the present invention, preferably, the header member is formed by an extrusion process using an integral extrusion material, or is formed by a drawing process using an integral drawing material.
本発明の第2の発明は、超臨界流体を冷媒として、冷媒を圧縮する圧縮機、放熱器、蒸発器、及び、減圧手段により冷凍サイクルを形成する蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクル装置であって、放熱器と減圧手段との間の高圧側冷媒と圧縮機へ吸入される低圧側冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器を有し、この内部熱交換器として、本発明の第1の発明の熱交換器を使用したことを特徴としている。
また、本発明の第3の発明は、本発明の第2の発明の蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクル装置を用いた車両用空気調和装置である。
A second aspect of the present invention is a vapor compression supercritical refrigeration cycle apparatus that forms a refrigeration cycle using a supercritical fluid as a refrigerant, a compressor that compresses the refrigerant, a radiator, an evaporator, and a decompression unit. And an internal heat exchanger that exchanges heat between the high-pressure side refrigerant between the radiator and the decompression means and the low-pressure side refrigerant sucked into the compressor. The heat exchanger according to the first aspect is used.
The third aspect of the present invention is a vehicle air conditioner using the vapor compression supercritical refrigeration cycle apparatus of the second aspect of the present invention.
以上説明したように本発明の第1の発明の熱交換器によれば、部品点数を減らし、組立性を向上させることができる。また、熱交換器の関連部品に関するろう付けの箇所や面積を減らし、不良率を低減させることができる。さらに、冷媒流路を形成するチューブをヘッダに容易に位置決めすることができる。また、冷媒流路を形成するチューブ内を流れる冷媒の圧力損失を低減させることができる。
また、本発明の第2の発明の蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクル装置、及びこの装置を用いた本発明の第3の発明の車両用空気調和装置によれば、インタークーラを容易に製造することができるため、製造コストを低減させることができる。
As described above, according to the heat exchanger of the first invention of the present invention, the number of parts can be reduced and the assemblability can be improved. Moreover, the location and area of brazing regarding related parts of the heat exchanger can be reduced, and the defect rate can be reduced. Furthermore, the tube forming the refrigerant flow path can be easily positioned on the header. Moreover, the pressure loss of the refrigerant flowing in the tube forming the refrigerant flow path can be reduced.
Moreover, according to the vapor compression supercritical refrigeration cycle apparatus of the second invention of the present invention and the vehicle air conditioner of the third invention of the present invention using this apparatus, an intercooler can be easily manufactured. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
以下、添付図面を参照して本発明の熱交換器の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態の熱交換器を示す全体分解斜視図である。図2は、図1示す本発明の実施形態の熱交換器におけるA−A断面図である。図3は、図1に示す本発明の実施形態の熱交換器の帯板状チューブ部分におけるB−B断面図である。なお、図1及び図2中の破線の矢印は、冷媒の流れ方向を示している。
図1ないし図3に示すように、本発明の実施形態の熱交換器1は、冷媒の熱交換が行われる帯板状チューブ2と、この帯板状チューブ2の両端部にそれぞれ結合される一対のヘッダ4a,4bとを備えている。
帯板状チューブ2は、アルミニウム等からなる金属片またはクラッド材を押出し加工または引抜き加工することによって複数の丸孔6,8が一体成形されたものである。図1及び図2に示すように、複数の丸孔6,8は水平方向を貫いて延びている。また、図3に示すように、丸孔6と丸孔8は、垂直方向に千鳥状に配置されており、丸孔6は、高温高圧冷媒が流れる冷媒流路である高圧側冷媒流路であり、丸孔8は、低温低圧冷媒が流れる冷媒流路である低圧側冷媒流路である。
また、低圧側冷媒流路8内を流れる冷媒の圧力損失を低減させるために、丸孔8の断面積が丸孔6の断面積より大きくなるように設計されており、高圧側冷媒流路6の合計断面積と低圧側冷媒流路8の合計断面積との比が1/3以下となるのが好ましい。
ここで、本実施形態では、上述しているように丸孔8の断面積が丸孔6の断面積より大きくなるように設計されている形態を一例として説明しているが、このことに限定されず、高圧側冷媒流路6の合計断面積と低圧側冷媒流路8の合計断面積との比が1/3以下となるように、低圧側冷媒流路8の数を高圧側冷媒流路6の数よりも多くするように設計してもよい。
Hereinafter, an embodiment of a heat exchanger of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an overall exploded perspective view showing a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in the heat exchanger according to the embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 3 is a BB cross-sectional view of the strip-like tube portion of the heat exchanger according to the embodiment of the present invention shown in FIG. In addition, the arrow of the broken line in FIG.1 and FIG.2 has shown the flow direction of the refrigerant | coolant.
As shown in FIGS. 1 to 3, the heat exchanger 1 according to the embodiment of the present invention is coupled to a
The strip-
Further, in order to reduce the pressure loss of the refrigerant flowing in the low-pressure side
Here, in the present embodiment, as described above, a mode in which the cross-sectional area of the
また、帯板状チューブ2の両端面2a,2bに隣接した部分には、各丸孔6,8を垂直方向に貫いて延びる溝10a,10b,12a,12bがフライス加工等により設けられている。溝10a,10bは、丸孔6(高圧側冷媒流路6)と連通して高圧側冷媒流路として働き、高圧側冷媒流路10aに流入した高温高圧の冷媒が高圧側冷媒流路入口6aから高圧側冷媒流路6内を通過し、高圧側冷媒流路出口6bから高圧側冷媒流路10bへ流出するようになっている。
一方、溝12a,12bは、丸孔8(低圧側冷媒流路8)と連通して低圧側冷媒流路として働き、低圧側冷媒流路12aに流入した低温低圧の冷媒が低圧側冷媒流路入口8aから低圧側冷媒流路8内を通過し、低圧側冷媒流路出口8bから低圧側冷媒流路12bへ流出するようになっている。
Further,
On the other hand, the
つぎに、帯板状チューブ2が接続されるヘッダ4a,4bは、帯板状チューブ2と同様に、アルミニウム等からなる金属片またはクラッド材を押出し加工または引抜き加工することによって成形されたものである。
各ヘッダ4a,4bには帯板状チューブ2の端面2a,2bの形状に合わせて形成された帯板状チューブ挿入溝14a,14bが設けられ、この挿入溝14a,14bの中に帯板状チューブ2の端部を挿入することができるようになっている。
また、帯板状チューブ挿入溝14a,14bから挿入された帯板状チューブ2の端面2a,2bは、ヘッダ4a,4bの内部の奥行き面に設けられた帯板状チューブガイド溝16a,16bに案内され、ヘッダ4a,4bの内部の奥行き面と接触するまで差し込まれるようになっている。帯板状チューブ2の端面2a,2bは、ヘッダ4a,4bの内部の奥行き面と接触後、このヘッダ4a,4bの内部の奥行き面にろう付けされるようになっている。ここで、ヘッダ4a,4bにおける帯板状チューブ挿入溝14a,14b及び帯板状チューブガイド溝16a,16bの位置は、ヘッダ4a,4bの中央部よりも高圧側に位置している(図2参照)。
Next, the
Each
Further, the end faces 2a and 2b of the
さらに、帯板状チューブ2とヘッダ4a,4bがろう付けされて結合した状態では、帯板状チューブ2の溝10a,10b(高圧側冷媒流路10a,10b)及び溝12a,12b(低圧側冷媒流路12a,12b)がヘッダ4a,4bの内部に位置決めされるようになっている。また、これらの溝10aと溝12b、及び溝10bと溝12aは、互いの間に設けられた帯板状チューブ2の厚み13a,13bによって仕切られているため、帯板状チューブ2をヘッダ4a,4bに差し込んでろう付けした状態では、高圧側冷媒流路10a,10bと低圧側冷媒流路12a,12bの冷媒が仕切られるようになっている。
また、ヘッダ4a,4bの内部に位置決めされた帯板状チューブ2の各高圧側冷媒流路10a,10bは、ヘッダ4a,4bを垂直方向に貫いて延びるヘッダ高圧側冷媒流路18a,18bのそれぞれと連通している。熱交換器1の外部からヘッダ高圧側冷媒流路18aに流入した高温高圧の冷媒は、高圧側冷媒流路10aに流入し、高圧側冷媒流路6を通過した高圧側冷媒流路10b内の冷媒はヘッダ高圧側冷媒流路18bから熱交換器1の外部へ流出するようになっている。
一方、低圧側冷媒流路12a,12bは、ヘッダ4a,4bを垂直方向に貫いて延びるヘッダ低圧側冷媒流路20a,20bのそれぞれと連通している。熱交換器1の外部からヘッダ低圧側冷媒流路20aに流入した低温低圧の冷媒は、低圧側冷媒流路12aに流入し、低圧側流路8を通過した低圧側冷媒流路12b内の冷媒はヘッダ低圧側冷媒流路20bから熱交換器1の外部へ流出するようになっている。
Further, in a state where the
Further, the high-pressure side refrigerant
On the other hand, the low-pressure side refrigerant
つぎに、上述した本発明の実施形態の熱交換器1の作用(動作)を説明する。
熱交換器1が完成品として組み立てられる過程においては、まず、アルミニウム等からなる金属片またはクラッド材を押出し加工または引抜き加工することによって複数の丸孔6,8が一体成形される。この際、丸孔6(高圧側冷媒流路)と丸孔8(低圧側冷媒流路)は、垂直方向に千鳥状に配置されるように、且つ丸孔8の断面積が丸孔6の断面積より大きく、好ましくは、高圧側冷媒流路6の合計断面積と低圧側冷媒流路8の合計断面積との比が1/3以下となるように成形される。
つぎに、この帯板状チューブ2について、両端面2a,2bに隣接した部分にフライス加工等によって溝10a,10b,12a,12bが成形される。この溝10a,10b,12a,12bが成形された帯板状チューブ2は、ヘッダ4a,4bの帯板状チューブ挿入溝14a,14bに挿入される。この際、帯板状チューブ2の端面2a,2bは、ヘッダ4a,4bの内部の奥行き面に設けられた帯板状チューブガイド溝16a,16bに案内され、ヘッダ4a,4bの内部の奥行き面と接触するまで差し込まれる。この後、ヘッダ4a,4bの内部の奥行き面と帯板状チューブ2の端面2a,2bがろう付けされ、帯板状チューブ2とヘッダ4a,4bが一体に組み立てられる。
Below, the effect | action (operation | movement) of the heat exchanger 1 of embodiment of this invention mentioned above is demonstrated.
In the process of assembling the heat exchanger 1 as a finished product, first, a plurality of
Next, about this strip | belt-plate-shaped
上述したように、本実施形態による熱交換器1によれば、帯板状チューブ2の高圧側冷媒流路6及び低圧側冷媒流路8が押出し加工または引抜き加工によって一体成形される。この結果、従来の熱交換器では、高圧側と低圧側の2枚の帯板状チューブをろう付けしていたことに対し、本実施形態では、帯板状チューブを1枚にして、部品点数を減らすと共に、ろう付け箇所を減らすことができ、熱交換器の機能面での信頼性を向上させることができる。
また、本実施形態による熱交換器1によれば、帯板状チューブ2の高圧側冷媒流路6及び低圧側冷媒流路8が垂直方向に千鳥状に配置されるため、互いの流路間の肉厚を減少させることができ、全体重量を軽量化させることができる。
さらに、本実施形態による熱交換器1によれば、帯板状チューブ2をヘッダ4a,4bの奥まで差し込んで取り付けた際、帯板状チューブ2に設けられた各溝10a,10b,12a,12bが厚み13a,13bを隔てて冷媒流路を形成するため、帯板状チューブ2が高圧側と低圧側の仕切り壁の役割を果たすことができる。
また、本実施形態による熱交換器1によれば、ヘッダ4a,4bの内部の奥行き面に帯板状チューブガイド溝16a,16bが設けられているので、帯板状チューブ2をヘッダ4a,4bに取り付ける際、帯板状チューブ2の端部をガイド溝16a,16bに沿って差し込み、帯板状チューブ2の溝10a,10b,12a,12bをヘッダ4a,4bの内部に容易に位置決めすることができ、この結果、組立性を向上させることができる。また、帯板状チューブ2の端面2a,2bとヘッダ4a,4bの内部の奥行き面とのろう付け性を改善することができる。
さらに、本実施形態による熱交換器1によれば、低圧側の各流路断面積を高圧側の各流路断面積よりも大きく、好ましくは、高圧側冷媒流路6の合計断面積と低圧側冷媒流路8の合計断面積との比が1/3以下となるように設計されているため、低圧側冷媒流路8内を流れる冷媒の流速が減少し、低温低圧冷媒の圧力損失を低減させることができる。
As described above, according to the heat exchanger 1 according to the present embodiment, the high-pressure side
Further, according to the heat exchanger 1 according to the present embodiment, the high-pressure side
Furthermore, according to the heat exchanger 1 according to the present embodiment, when the
Moreover, according to the heat exchanger 1 by this embodiment, since the strip plate-shaped
Furthermore, according to the heat exchanger 1 according to the present embodiment, each of the low-pressure side cross-sectional areas is larger than each of the high-pressure side cross-sectional areas, and preferably the total cross-sectional area of the high-pressure side
図4は、本発明の一実施形態による蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクル装置における冷凍サイクルの回路図を示している。
ここで、冷凍サイクルに使用される冷媒としては、例えば、代替フロンR134aの臨界点よりも低い臨界点を有する二酸化炭素等の冷媒が使用される。
図4に示すように、本発明の一実施形態による蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクル装置30は、冷媒を圧縮する圧縮機22と、放熱器24と、上述した実施形態の熱交換器1である内部熱交換器1とを備えている。圧縮機22において圧縮された冷媒は、放熱器24に吐出されて外気との間で熱交換が行われた後、放熱器24の下流に設けられた内部熱交換器1に送出されるようになっている。
この内部熱交換器1に送出された冷媒は、内部熱交換器1のヘッダ高圧側冷媒流路18aに流入し、高圧側冷媒流路10a、高圧側冷媒流路6、高圧側冷媒流路10b、ヘッダ高圧側冷媒流路18bの順に通過し、内部熱交換器1から送出されるようになっている。
FIG. 4 shows a circuit diagram of a refrigeration cycle in a vapor compression supercritical refrigeration cycle apparatus according to an embodiment of the present invention.
Here, as the refrigerant used in the refrigeration cycle, for example, a refrigerant such as carbon dioxide having a critical point lower than the critical point of the alternative Freon R134a is used.
As shown in FIG. 4, a vapor compression supercritical
The refrigerant sent to the internal heat exchanger 1 flows into the header high-pressure side
さらに、本発明の一実施形態による蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクル装置30は、高圧圧力制御弁26と、蒸発器28と、低圧レシーバ29とを備え、内部熱交換器1から送出された高温高圧の冷媒は、高圧圧力制御弁26で減圧され、蒸発器28に送出されるようになっている。蒸発器28から送出された冷媒は、低圧レシーバ29によって気相と液相とに分離されて蓄えられ、低圧レシーバ29から送出される。
この低圧レシーバ29から送出される低温低圧の冷媒は、内部熱交換器1のヘッダ低圧側冷媒流路20aに流入し、低圧側冷媒流路12a、低圧側冷媒流路8、低圧側冷媒流路12b、ヘッダ低圧側冷媒流路20bの順に通過し、内部熱交換器1から送出され、圧縮機22に戻されるようになっている。
Furthermore, the vapor compression supercritical
The low-temperature and low-pressure refrigerant sent from the low-
このような冷凍サイクルによって、内部熱交換器1内では、内部熱交換器1の高圧側冷媒流路を流路18a、流路10a、流路6、流路10b、流路18bの順に通過する高温高圧の冷媒と、内部熱交換器1の低圧側冷媒流路を流路20a、流路12a、流路8、流路12b、流路20bの順に通過する低温低圧の冷媒が、各流路内を互いに対して逆方向に流れることにより、両冷媒間で熱交換が行われるようになっている。
また、本実施形態の蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクル装置30を車両用空調装置に適用する場合は、上述した内部熱交換器1をインタークーラとして使用し、蒸発器28を車室内の空気を冷却するエバポレータとして使用し、放熱器24を車室外熱交換器として使用すればよい。
By such a refrigeration cycle, the internal heat exchanger 1 passes through the high-pressure side refrigerant flow path of the internal heat exchanger 1 in the order of the
Further, when the vapor compression supercritical
上述したように、本発明の熱交換器を使用した蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクル装置、及びこの蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクル装置を使用した車両用空調装置によれば、インタークーラを容易に製造することができ、製造コストを低減させることができる。 As described above, according to the vapor compression supercritical refrigeration cycle apparatus using the heat exchanger of the present invention and the vehicle air conditioner using the vapor compression supercritical refrigeration cycle apparatus, an intercooler is easily manufactured. Manufacturing cost can be reduced.
1 熱交換器
2 帯板状チューブ
4a,4b ヘッダ
6 高圧側冷媒流路
8 低圧側冷媒流路
10a,10b 高圧側冷媒流路
12a,12b 低圧側冷媒流路
14a,14b 帯板状チューブ挿入溝
16a,16b 帯板状チューブガイド溝
18a,18b ヘッダ高圧側冷媒流路
20a,20b ヘッダ低圧側冷媒流路
22 圧縮機
24 放熱器
26 高圧圧力制御弁
28 エバポレータ(蒸発器)
29 低圧レシーバ
30 蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクル装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
29
Claims (13)
高温高圧の冷媒が流れる高圧側冷媒流路及び低温低圧の冷媒が流れる低圧側冷媒流路が一体的に形成された帯板状チューブ部材と、
この帯板状チューブ部材の両端に設けられ、チューブ挿入溝から上記帯板状チューブ部材が挿入して固定されるヘッダ部材と、
を有することを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger that performs heat exchange between a high-temperature and high-pressure refrigerant and a low-temperature and low-pressure refrigerant,
A strip-shaped tube member in which a high-pressure side refrigerant flow path through which a high-temperature and high-pressure refrigerant flows and a low-pressure side refrigerant flow path through which a low-temperature and low-pressure refrigerant flows are integrally formed;
A header member provided at both ends of the strip plate-shaped tube member, to which the strip plate-shaped tube member is inserted and fixed from the tube insertion groove;
The heat exchanger characterized by having.
上記放熱器と減圧手段との間の高圧側冷媒と上記圧縮機へ吸入される低圧側冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器を有し、この内部熱交換器として、請求項1乃至11の何れか1項に記載の熱交換器を使用したことを特徴とする蒸気圧縮式超臨界冷凍サイクル装置。 A vapor compression supercritical refrigeration cycle apparatus that forms a refrigeration cycle by using a supercritical fluid as a refrigerant, a compressor that compresses the refrigerant, a radiator, an evaporator, and a decompression unit,
An internal heat exchanger that exchanges heat between the high-pressure side refrigerant between the radiator and the decompression means and the low-pressure side refrigerant sucked into the compressor is provided as the internal heat exchanger. A vapor compression supercritical refrigeration cycle apparatus using the heat exchanger according to any one of items 1 to 11.
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