JP2006266521A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、特に冷媒が流されエバポレータとして利用される熱交換器に関するものである。 The present invention particularly relates to a heat exchanger that is used as an evaporator through which a refrigerant flows.
従来、冷却作用を司るエバポレータとしての熱交換器は、熱交換効率の向上から、特許文献1等で示されるように、冷媒の流れが4パス方式のものが採用されている。冷媒の入口部8から入った冷媒は、タンク6の画室6Aに流入し、仕切り部10により規制されたチューブ2を流れ、下方のタンク7の画室7Aに至る。それから、画室7Aを積層方向に流れ、画室6Bと一端が接続された下流側のチューブ2の下方まで到達した後に、該チューブ2に流入し、画室6Bに向かって上昇し、該画室6Bに至る。
画室6Bに至った冷媒は、空調風の下流側の画室6Cに至り、チューブ2を下降する。このチューブ2を下降した冷媒は、下部のタンク7の画室7Bに至る。そして、画室7B内を積層方向に移動し、画室6Cと一端が接続された上流側のチューブ2の下方まで到達した後に、該チューブ2に流入し、画室6Cに向かって上昇し、該画室6Cに至る。そして、出口部9から熱交換器1の外部に流出される。
The refrigerant reaching the compartment 6B reaches the compartment 6C on the downstream side of the conditioned air and descends the
また、近年、自動車用空調装置にあっては、制御性の向上から、可変容量コンプレッサが採用されてきている。この可変容量コンプレッサは、熱負荷に比例して制御され、その吐出量は、小容量(例えば20cc/s)から大容量(150cc/s)にわたり変化され、前記したような4パス方式のエバポレータに流される。 In recent years, variable capacity compressors have been employed in automotive air conditioners in order to improve controllability. The variable capacity compressor is controlled in proportion to the heat load, and the discharge amount is changed from a small capacity (for example, 20 cc / s) to a large capacity (150 cc / s), and the above-described 4-pass evaporator is used. Washed away.
前述のように、可変容量コンプレッサからの吐出量が減少してくると、前述の4パスのエバポレータと言えども、冷媒の流れが片より熱交換器に温度のむらが生じ、それが吹出風の温度むらになっていた。 As described above, when the discharge amount from the variable capacity compressor decreases, even in the above-described four-pass evaporator, the flow of the refrigerant causes uneven temperature in the heat exchanger rather than the piece, which is the temperature of the blown air. It was uneven.
この対策を講じた従来技術は発見できなかったが、特許文献2に示すようなものが発見できた。この例は、タンクへの入口パイプの接続位置により、各チューブへ流れる冷媒の不均一を防ぐように、分配板20をタンクの長手方向に配し、この分配板20に径の異なる多数の連通孔23を形成している。しかし、この例では、流入される冷媒の減少時における冷媒の片よりによる流れから生じる温度むらを防ぐことはできない。
そこで、この発明は、流入される冷媒が小容量時にあっても、冷媒の流れに片より生じず、温度分布を良好にする熱交換器を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a heat exchanger that produces a good temperature distribution without being generated in the refrigerant flow even when the refrigerant flowing in has a small capacity.
この発明に係る熱交換器は、チューブとフィンを交互に積層し、該チューブの両端にタンクを設けた熱交換において、前記タンク内に前記チューブ側に突出する壁を反チューブ接続側から、その長手方向に設けたことにある(請求項1)。このため、冷媒がタンク内に流入されるが、その容量が減少して小容量時に、冷媒はタンク内の壁に遮られて、タンクの空調風の上流側部位に、冷媒のほとんどが流入することになる。このため、冷媒がチューブの空調風の上流側部位に流入する。即ちチューブは半分ほどの流路断面積となり、全てのチューブに冷媒を均一に流すことができる。なお、チューブの空調風の下流側部位には、壁をくぐって流れた一部の冷媒が流される。なお、壁の位置によって空調風の上流側部位、下流側部位の断面積比を適宜に変更することも可能である(請求項6)。 In the heat exchanger according to the present invention, in the heat exchange in which tubes and fins are alternately stacked and tanks are provided at both ends of the tubes, a wall projecting toward the tube side in the tank is provided from the anti-tube connection side. It exists in the longitudinal direction (Claim 1). For this reason, the refrigerant flows into the tank, but when the capacity decreases and the capacity is small, the refrigerant is blocked by the wall in the tank, and most of the refrigerant flows into the upstream side portion of the conditioned air in the tank. It will be. For this reason, a refrigerant | coolant flows in into the upstream site | part of the conditioned air of a tube. That is, the tube has a channel cross-sectional area of about half, and the refrigerant can flow uniformly through all the tubes. In addition, a part of the refrigerant that has flowed through the wall flows in the downstream side portion of the conditioned air of the tube. It is also possible to appropriately change the cross-sectional area ratio between the upstream part and the downstream part of the conditioned air according to the position of the wall (Claim 6).
前記壁により前記タンクがその長手方向に空調風の上流側部位と下流側部位に仕切られ、空調風の上流側部位に冷媒流入手段が接続されたことにある(請求項2)。即ち、入口パイプなどの入口部が壁により分割されたタンクの上流側部位に接続することにより、前記したように、全てのチューブに冷媒を均一に流すことに寄与することになる。 The tank is partitioned into an upstream portion and a downstream portion of the conditioned air in the longitudinal direction by the wall, and a refrigerant inflow means is connected to the upstream portion of the conditioned air (Claim 2). That is, by connecting the inlet portion such as the inlet pipe to the upstream portion of the tank divided by the wall, as described above, it contributes to flowing the refrigerant uniformly through all the tubes.
また、前記壁に前記チューブが空調風の上流側部位と下流側部位とに分けられ、冷媒の多くは、上流側部位に流されるようにしたことにある(請求項3)。 Further, the tube is divided into an upstream portion and a downstream portion of the conditioned air on the wall, and most of the refrigerant is caused to flow to the upstream portion (Claim 3).
前記チューブ内に縦方向に流れを規制する規制手段を持つことにあり(請求項4)、具体的には、インナーフィンをチューブ内に配したことにある(請求項5)。この規制手段、インナーフィンにより、チューブの一方側にのみ冷媒を流すことができる。なお、図示しないが、規制手段として、押し出しチューブのように、縦方向に複数の通路を有するものでも良い。 There is a restriction means for restricting the flow in the longitudinal direction in the tube (Claim 4). Specifically, the inner fin is arranged in the tube (Claim 5). With this restricting means and inner fin, the refrigerant can flow only on one side of the tube. Although not shown, the regulating means may have a plurality of passages in the vertical direction, such as an extruded tube.
前記壁は前記チューブと非接触させたり、又は接触しても良い(請求項7,8)。非接触の場合には、冷媒が壁の下方又は上方から、壁と越えてチューブの空調風の下流側部位に流れ、接触の場合には、冷媒がチューブ間の空間を通って流れることになる。また、壁に多数の孔を形成したことにある(請求項9)。
The wall may be in non-contact with or in contact with the tube (
さらに、請求項1の構成を、4パス方式の熱交換器にあっては、1パス、2パス目に採用し(請求項10)、熱交換器の前面が冷媒量の小容量時でも均一に流す作用を得る構成にでき、温度分布を良好にすることができる。
Further, the configuration of
以上のように、この発明によれば、熱交換器へ送られてくる冷媒量の減少時には、該冷媒がタンク内の壁に遮られて、タンクの空調風の上流側部位に流れ、そして、チューブの空調風の上流側部位に流れることになる。チューブの空調風の上流側部位の流路は、該チューブの断面積の半分ほどとなり、流量が小容量でも、全てのチューブに冷媒を流すことが出来る。これにより、熱交換器の温度分布を均一にすることができる。4パス方式の熱交換器にあっては、1パス目、2パス目に本発明を風上側の前面に設けることもできる。 As described above, according to the present invention, when the amount of the refrigerant sent to the heat exchanger is reduced, the refrigerant is blocked by the wall in the tank and flows to the upstream portion of the conditioned air in the tank, and It will flow to the upstream part of the conditioned air of the tube. The flow path in the upstream portion of the conditioned air of the tube is about half of the cross-sectional area of the tube, so that the refrigerant can flow through all the tubes even when the flow rate is small. Thereby, the temperature distribution of the heat exchanger can be made uniform. In a four-pass heat exchanger, the present invention can be provided on the windward front surface in the first and second passes.
以下、この発明の実施例を図面にもとづいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に示される熱交換器1は、例えば自動車用空調装置の冷凍サイクルの一部を構成するエバポレータとして用いられている。この熱交換器1は、対をなすタンク2,3と、このタンク2,3を連通する複数のチューブ4と、このチューブ4間に挿入接合されたコルゲート状のフィン5と、チューブ4の積層方向端に配されるサイドプレート6と、熱交換媒体である冷媒の入口部7、出口部8を備えたコネクタ9が取付られている。このコネクタ9は図示しない膨張弁と接続される。
A
そして、この熱交換器1は、図示しない膨張弁を介して送られてくる冷媒を、入口パイプ10を介して流入させ、チューブ2によってタンク2,3間を移動させ、その過程においてフィン5間を通過する空気と熱交換させ、最終的に出口パイプ11を介して送出されるようにしている。
And this
このうち、チューブ4は、タンク2,3に挿入される両端が開口され、冷媒の流路14が内部に形成された偏平管にインナーフィン15(図3参照)、を収納して構成されている。この実施例では、チューブ4は、ロールホーミングにより一枚の素材を折り曲げることで形成されているが、押し出し形成して、複数の流路を設けたチューブであっても良い。
Of these, the
タンク2,3は、所定の間隔で対向するように配設され、チューブ4の積層方向に沿って筒状に形成されているもので、筒状体18と、この筒状体18の開口部を閉塞するキャップ19より構成されている。
The
一方のタンク2について、図2乃至図6を用いて説明すると、タンク2は、チューブの積層方向に延びる仕切り壁20が筒状体18と一体に形成され、更に仕切り壁21が前記仕切り壁20に直交するように形成され、該タンク2は空調風の上流側の画室22A,22Bと、空調風の下流側の画室22C,22D(図1に記述)に分けられている。そして、画室22Bと画室22Dとは冷媒のフローを4パスとするため、連通路25が形成されている。
The
また、タンク2には、その下面であるチューブ接続部23に、チューブ4を挿入させるチューブ挿入孔24が前記仕切り壁20を挟んで両側に多数形成されている。このチューブ挿入孔24に前記チューブ4が挿入され、その端がタンク2内に所定量突出している。
In the
さらに、タンク2内には、その長手方向に反チューブ接続部27側から、壁30が突出している。この壁30の先端は、チューブ2側に向かい非接触状態となっているが、この壁30により、タンク2の画室22Aは、空調風の上流側部位22AUと下流側部位22ADとに完全ではないが仕切られている。この上流側部位2a側に前記した入口パイプ10が接続されている。また、この壁30が前記したチューブ4も空調風の上流側部位4aと下流側部位4bに完全ではないが分けている。
Furthermore, a
したがって、入口パイプ10から流入される冷媒の量が小容量時(20〜50cc/s)には、矢印のように、タンク2の空調風の上流側部位22AUに多く流れることになり、一部の少量が壁30をくぐってタンク2の空調風の下流側部位22ADに流れる。
Therefore, when the amount of the refrigerant flowing in from the
このために、冷媒の多くは、チューブ4の空調風の上流側部位4a内を流れることになる。チューブ4内にはインナーフィン15が入っていることから、チューブ4内の流れが規制され、その上流側部位のみを流れ、下方のタンク3の画室36Aに至る。このように、冷媒の流れの小容量時には、1パス目ではチューブ4の流路断面積を小さくしたと同様な効果が得られ、1パス目の全チューブ4に対し、均等に冷媒が流れることになり、温度分布を良好にすることができる。
For this reason, most of the refrigerant flows in the
それから、逆に冷媒の流れの大容量時には、空調風の上流側のみならず、壁30をくぐってタンク2の下流側部位22ADにも流れ、チューブ4の上流側部位4aのみならず下流側部位4b内にも流れることになる。このように、大容量時のみならず小容量時にも均等にチューブ4に冷媒を流すことが可能となる。即ち、この例は4パスの熱交換器1の1パス目に適用した例である。
On the contrary, when the refrigerant flow has a large capacity, it flows not only through the upstream side of the conditioned air but also through the
図6,図7において、2パス目も前記1パス目と同様な構成とした例が示されている。まずこれを説明する前に、下方のタンク3の構成から説明すると、タンク3は、チューブの積層方向に延びる仕切り壁34が筒状体35と一体に形成され、該タンク3は空調風の上流側の画室36Aと下流側の画室36Bとに分けられている。
6 and 7 show an example in which the second pass has the same configuration as that of the first pass. First, before describing this, the structure of the
また、タンク3には、その上面であるチューブ接続部37に、チューブ4を挿入させるチューブ挿入孔38が前記仕切り壁34の両側に多数形成されている。このチューブ挿入孔24に前記チューブ4が挿入され、その端がタンク3内に所定量突出している。
In the
さらに、タンク3の画室36A内には、正面から見て中心に仕切り壁42が設けられ、該画室36Aを左側画室36ALと右側画室36ARとに分けられている。この仕切り壁42には、冷媒の流れを許す穴43を持っている。
Furthermore, a
さらにまた、タンク4の左側の画室36AL内には、その長手方向に反チューブ接続部(底面)側から壁40が突出している。この壁40の先端は、チューブ4側に向かって非接触状態となっているが、この壁40により、タンク3の空調風の上流側の画室36Aの左側の画室36ALが、空調流の上流側部位36ALUと下流側部位36ALDとに完全ではないが仕切られている。この上流側部位36ALU側に前記穴43を介して、前記した画室36ARと連通している。また、この壁40がチューブ4も空調風の上流側部位4aと下流側部位4bに完全ではないが分けている。
Furthermore, in the left compartment 36AL of the
したがって、穴43から流入される冷媒の量が小容量時(20〜50cc/s)には、図6,図7の矢印のように、タンク3の空調風の上流側部位36ALUに多く流れることになり、一部の少量が壁40を越えてタンク3の空調風の下流部位36ALDに流れる。
Therefore, when the amount of the refrigerant flowing from the
このため、冷媒の多くは、チューブ4の空調風の上流側部位4a内を流れることになる。チューブ4内にはインナーフィン(図示せず)が入ってることから、チューブ4内の流れが規制され、その上流側のみ流れ、上方のタンク2の画室22Bに至る。このように、冷媒の流れの小容量時には、2パス目ではチューブ4の流路断面積を小さくしたと同様な効果が得られ、2パス目の全チューブ4に対し、均等に冷媒が流れることになり、温度分布を良好にすることができる。
For this reason, most of the refrigerant flows in the
それから、逆に冷媒の流れの大容量時には、空調風の上流側のみならず、壁40を越えてタンク3の下流側部位36ALDにも流れ、チューブ4の上流側部位4aのみならず下流側部位4b内にも流れることになる。このように、大容量時のみならず小容量時にも均等に2パス目のチューブ4に冷媒を流すことが可能となる。即ち、この例は4パスの熱交換器1の2パス目に適用した例である。
On the contrary, when the refrigerant flow has a large capacity, it flows not only on the upstream side of the conditioned air but also on the downstream side portion 36ALD of the
タンク2の画室22Bに至った冷媒は、連通路25から画室22Cに入り、チューブ4から下方へ下降しタンク3の画室36Bに至る。それから、冷媒は画室36B内を積層方向に移動し、再びチューブ4内を通り上昇し、タンク2の画室22Cに至り出口パイプ11より外部へ流出される。
The refrigerant reaching the
図8には、この発明の冷媒の流れの模式図が示され、4パス方式の熱交換器1にあって、1パス目、2パス目にこの発明が実施されている例で、冷媒が比較的少ない小容量時に、チューブ4の空調風の上流側部位4aに多くの冷媒が流れるように表示したものである。即ち、×印で冷媒量を示し、1パス目と2パス目のチューブ4の上流側部位4aに××と示して多く流れていることを示している。
FIG. 8 shows a schematic diagram of the flow of the refrigerant of the present invention. In the
図9において、この発明の第2の実施例が示されている。即ち、壁30又は40がチューブ40の端に当接している例である。この例では、冷媒はチューブ4間と壁30又は40との間に形成の空間45から冷媒の一部が空調風の下流側部位4bに流される。なお、壁30又は40はチューブ4の挿入位置を決めるストッパーとしての作用効果をも持つ。その他の部分は前記実施例1と同一のため、同一部分は同一符号を付して説明を省略した。
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention. That is, in this example, the
前記実施例2の変形例で、前記した空間45ではチューブ4の下流側部位4bに流れる冷媒量が少ないことがあり、壁30又は40に穴46を多数個を穿って解決を図ったものである。その他の部分は前記実施例1と同一のため、同一部分は同一符号を付して説明を省略している。
In the modification of the second embodiment, the amount of refrigerant flowing in the
以上のように、前記実施例1にあっては、4パスにこの発明を採用した例が示されているが、1パス、2パスの熱交換器に適用できることは勿論であり、チューブの上流側のタンク内にこの発明を構成を実施すれば良い。 As described above, in the first embodiment, an example in which the present invention is adopted in four passes is shown, but it is of course applicable to a heat exchanger of one pass and two passes, and upstream of the tube. The present invention may be implemented in the tank on the side.
1 熱交換器
2 タンク
3 タンク
4 チューブ
4a 空調風の上流側部位
4b 空調風の下流側部位
5 フィン
10 入口パイプ
11 出口パイプ
15 インナーフィン
18 筒状体
20 仕切り壁
22A,22B 空調風の上流側の画室
22C,22D 空調風の下流側の画室
23 チューブ接続部
24 チューブ挿入孔
27 反チューブ接続部
30 壁
36A 空調風の上流側の画室
37 チューブ接続部
38 チューブ挿入孔
39 反チューブ接続部
40 壁
42 仕切り壁
43 穴
45 空間
46 穴
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記タンク内に前記チューブ側に突出する壁を反チューブ接続側から、その長手方向に設けたことを特徴とする熱交換器。 In a heat exchanger in which tubes and fins are alternately stacked and tanks are provided at both ends of the tubes,
A heat exchanger characterized in that a wall projecting toward the tube side is provided in the tank in the longitudinal direction from the anti-tube connection side.
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JP2016070622A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | ダイキン工業株式会社 | Heat exchanger |
WO2022030376A1 (en) | 2020-08-03 | 2022-02-10 | 株式会社富士通ゼネラル | Heat exchanger |
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2005
- 2005-03-22 JP JP2005081245A patent/JP2006266521A/en active Pending
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WO2022030376A1 (en) | 2020-08-03 | 2022-02-10 | 株式会社富士通ゼネラル | Heat exchanger |
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