JP2007085633A

JP2007085633A - 積層型蒸発器

Info

Publication number: JP2007085633A
Application number: JP2005274375A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Inaba; 浩行稲葉
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2007-04-05

Abstract

【課題】冷媒がチューブ内を通過する際に隣り合う冷媒通路間の熱伝導を防止できるとともに、チューブの板厚を薄くできる積層型蒸発器を提供する。
【解決手段】冷却フィン２２と交互に積層される複数のチューブ体２１を、冷却風の風上側に位置する第1チューブ２３と、風下側に位置する第２チューブ２４とから別体に形成し、冷却風の流れ方向に沿って所定の間隔を空けてチューブ部材２３，２４を配置した。これにより、第1チューブ２３及び第２チューブ２４間の間隔で熱伝導が阻止される。また、第1チューブ２３及び第２チューブ２４が別体であるので、従来のように隣り合うヘッダ部間の部分を形成するために必要な肉厚の制約がなく、チューブシート２５，２６、３０，３１用材料の引き込み加工が容易であるので、上記の材料の薄肉化を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、交互に積層される複数のチューブ体及び冷却フィンを有する積層型蒸発器に関する。

図３はこの種の従来の積層型蒸発器を示す分解斜視図、図４は従来の積層型蒸発器の断面図、図５は従来の積層型蒸発器に設けられる冷却フィンの部分を示す説明図である。

図３に示す従来の積層型蒸発器１は、交互に積層されるチューブ体２及び冷却フィン３と、これらのチューブ体２及び冷却フィン３の積層方向の端部に設けられる一対のサイドプレート４とから構成されている。チューブ体２は、互いに接合される一対のチューブシート５，６からなり、これらのチューブシート５，６には、長手方向に並行して延びる第１冷媒通路７及び第２冷媒通路８が形成されるとともに、各通路７，８にインナフィン９が収納されている。チューブシート５，６の一端には、チューブ体２及び冷却フィン３の積層方向に突出するヘッダ部１０，１１が隣接する状態で形成されるとともに、チューブシート５，６の他端にも、チューブ体２及び冷却フィン３の積層方向に突出するヘッダ部１２，１３が隣接する状態で形成されており、冷媒がヘッダ部１０，１２を介して第１冷媒通路７に流出入し、同様に他のヘッダ部１１，１３を介して第２冷媒通路８に流出入する。このように構成された従来の積層型蒸発器１では、一対のチューブシート５，６内にインナフィン９を収納して互いに接合することによりチューブ体２を組立てた後、チューブ体２及び冷却フィン３を交互に積層するとともに、各チューブ体２の長手方向の端部に形成されるヘッダ部１０〜１３を、隣り合う他のチューブ体２の長手方向の端部に形成されるヘッダ部１０〜１３とそれぞれ連結する。このようにして積層型蒸発器１を組立てた後、例えば図３の上方よりヘッダ部１１へ冷媒を流入すると、このヘッダ部１１を介して図３の下方へ冷媒が流動して、各第２冷媒通路８内を通過して反対側のヘッダ部１３を介して図３の下方へ冷媒が流動する。次いで、図示しない連通管を介して図３の下端よりヘッダ部１２へ冷媒を流入すると、このヘッダ部１２を介して図３の上方へ冷媒が流動して、各チューブ体２の第１冷媒通路７内を通過して反対側のヘッダ部１０を介して図３の上方へ流動した後、このヘッダ部１０から流出する。同時に、冷却風が図３〜図５の矢印で示す方向に送られるので、冷却風がチューブ体２及び冷却フィン３を通過する際に、まず風上側の第１冷媒通路７内の冷媒と熱交換を行った後、風下側の第２冷媒通路８内の冷媒と熱交換を行うようになっている。

また、この種の従来技術に関連するものとして、例えば、特許文献１に記載されている「積層型熱交換器」が提案されている。
実開平７−１２７７８号公報（段落番号００１２〜００１４、図１〜図３）また、特許文献２に記載されているように、冷媒を均等に分配して流入する複数の流入管を備えた「分配流入器付き積層型蒸発器」も提案されている。特開２００１−３４３１７４号公報（段落番号００４３〜００５２、図１）

しかしながら、前述した図３〜図５に示す従来技術では、チューブ部２内に第１冷媒通路７及び第２冷媒通路８の両方が形成されており、これらの第１冷媒通路７（高温）及び第２冷媒通路８（低温）の冷媒間の温度差が大きいので、図４に示すようにチューブ部２のチューブシート５，６を介して風上側の第１冷媒通路７から風下側の第２冷媒通路８へ熱伝導が生じるとともに、図５に示すように冷却フィン３を介しても風上側の第１冷媒通路７から風下側の第２冷媒通路８へ熱伝導が生じているので、熱交換ロスが大きいという問題があった。また、一対のチューブシート５，６の各端部に、各一端が外側へ突出するヘッダ部１０，１１を隣接する状態で形成することにより、これらのヘッダ部１０，１１間の部分の肉厚がかなり薄くなり、他のヘッダ部１２，１３間の部分の肉厚に関しても同様であるので、チューブシート５，６用材料の薄肉化が困難であった。なお、特許文献１に記載されている「積層型熱交換器」でも同様の問題があった。

また、特許文献２に記載されている「分配流入器付き積層型蒸発器」では、複数のチューブが設けられ、風上側のチューブと風下側のチューブが別体であるので、これらのチューブ間で熱伝導が生じることを防止できるが、チューブとヘッダ部とが別体であるので、図３に示す従来技術や、特許文献１に記載されている従来技術とは基本的な構成が異なっている。

本発明は、上記のような従来技術を考慮してなされたもので、その目的は、冷媒がチューブ内を通過する際に隣り合う冷媒通路間の熱伝導を防止できるとともに、チューブの板厚を薄くすることのできる積層型蒸発器を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、交互に積層される複数のチューブ体及び冷却フィンと、これらのチューブ体及び冷却フィンの積層方向の端部に設けられる一対のサイドプレートと、前記チューブ体の長手方向の両端にそれぞれ設けられ、冷媒が流通するヘッダ部とから構成された積層型蒸発器であって、前記チューブ体を、冷却風の風上側に位置する第1チューブと、風下側に位置する第２チューブとから別体に形成し、前記冷却風の流れ方向に沿って所定の間隔を空けて前記第1チューブ及び前記第２チューブを配置した構成にしてある。

このように構成した本発明では、冷却風の風上側に位置する第１チューブと、風下側に位置する第２チューブ間に冷却風の流れ方向に沿って所定の間隔が形成されているので、これらの隣り合う第1チューブ内の冷媒通路及び第２チューブ内の冷媒通路間の熱伝導を防止できる。また、上記の第1チューブ及び第２チューブが別体であり、従来のように隣接するヘッダ部間の部分を形成するために必要な肉厚の制約がなく、チューブシート用材料が薄肉化を実現できるので、チューブの板厚を薄くできる。

本発明では、冷媒がチューブ内を通過する際に隣り合う冷媒通路間の熱伝導を防止できるとともに、チューブの板厚を薄くすることができるので、熱交換性能に優れており、かつ軽量化を図れる積層型蒸発器が得られるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態に係る積層型蒸発器の詳細を図に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る積層型蒸発器を示す分解斜視図、図２は本実施形態の断面図である。なお、図１及び図２において前述した図３〜図５に示すものと同様のものには同一符号を付してある。

図１に示すように、本実施形態の積層型蒸発器２０は、前述した図３〜図５に示すものと比べて、チューブ体２１及び冷却フィン２２がそれぞれ２つに分割されたことが異なっており、その他の構成は基本的に同様である。

チューブ体２１は、冷却風の風上側に位置する第1チューブ２３と、風下側に位置する第２チューブ２４とから別体に形成され、これらの第1チューブ２３及び第２チューブ２４は、冷却風の流れ方向に沿って所定の間隔Ｇを空けて配置されている。第1チューブ２３は冷却フィン２２と交互に積層され、同様に、第２チューブ２４も他の冷却フィン２２と交互に積層されている。

また、第1チューブ２３は、互いに接合される一対のチューブシート２５，２６からなり、これらのチューブシート２５，２６間に、長手方向に延びる第１冷媒通路２７が形成されるとともに、インナフィン９が収納されている。チューブシート２５，２６の両端には、第1チューブ２３及び冷却フィン２２の積層方向に突出するヘッダ部２８，２９が形成されており、冷媒がヘッダ部２８，２９を介して第１冷媒通路２７に流出入する。同様に、第２チューブ２４は、互いに接合される一対のチューブシート３０，３１からなり、これらのチューブシート３０，３１間に、長手方向に延びる第２冷媒通路３２が形成されるとともに、インナフィン９が収納されている。チューブシート３０，３１の両端には、第２チューブ２４及び冷却フィン２２の積層方向に突出するヘッダ部３３，３４が形成されており、冷媒がヘッダ部３３，３４を介して第２冷媒通路３２に流出入する。

この実施形態にあっては、一対のチューブシート２５，２６内にインナフィン９を収納して互いに接合することにより第1チューブ２３を組立て、同様に、一対のチューブシート３０，３１内にインナフィン９を収納して互いに接合することにより第２チューブ２４を組立てた後、第1チューブ２３及び第２チューブ２４を並列に配置して、これらのチューブ２３，２４及び冷却フィン２２をそれぞれ交互に積層するとともに、第1チューブ２３のヘッダ部２８，２９を隣り合う他の第1チューブ２３のヘッダ部２８，２９とそれぞれ連結し、第２チューブ２４のヘッダ部３３，３４を隣り合う他の第２チューブ２４のヘッダ部３３，３４とそれぞれ連結する。このようにして積層型蒸発器２０を組立てた後、例えば図１の上端よりヘッダ部３３へ冷媒を流入すると、このヘッダ部３３を介して図１の下方へ冷媒が流動し、各第２チューブ２４の第２冷媒通路３２内を通過して反対側のヘッダ部３４を介して図１の下方へ冷媒が流動する。次いで、図示しない連通管を介して図１の下端より第1チューブ２３のヘッダ部２９へ冷媒を流入すると、このヘッダ部２９を介して図１の上方へ冷媒が流動して、各第1チューブ２３の第１冷媒通路２７内を通過して反対側のヘッダ部２８を介して図１の上方へ流動した後、このヘッダ部２８から流出する。同時に、冷却風が図１及び図２の矢印で示す方向に送られるので、冷却風がチューブ体２１及び冷却フィン２２を通過する際、まず風上側の第１冷媒通路２７内の冷媒と熱交換を行った後、風下側の第２冷媒通路３２内の冷媒と熱交換を行うようになっている。

このように構成した実施形態では、冷却風の風上側に位置する第１チューブ２３と、風下側に位置する第２チューブ２４間に冷却風の流れ方向に沿って所定の間隔Ｇが形成され、この間隔Ｇで熱が遮断されるので、第1チューブ２３内の第１冷媒通路２７と第２チューブ２４内の第２冷媒通路３２との間の熱伝導を防止できる。また、第1チューブ２３及び第２チューブ２４が別体であり、従来のようにヘッダ部間の部分を形成するために必要な肉厚の制約がなく、チューブシート２５，２６、３０，３１用材料の引き込み加工が容易であり、上記の材料の薄肉化を実現できるので、第1チューブ２３及び第２チューブ２４の板圧を薄くすることができる。

なお、上記実施形態では、第1チューブ２３と交互に積層される冷却フィン２２と、第２チューブ２４と交互に積層される冷却フィン２２と別体に設けたが、本発明はこれに限定されず、冷却フィンを一体に形成することもできる。また、上記実施形態では、サイドプレート４をそれぞれ一体に設けたが、冷却風の風上側に位置するサイドプレートと冷却風の風下側に位置する他のサイドプレートとに分割して設けることもできる。

本発明では、熱交換性能に優れており、かつ軽量化を図れる積層型蒸発器が得られるという効果があるので、車両用空調装置用の積層型蒸発器として適用できるとともに、その他、一般機械用あるいは産業機械用などの空調装置としても広く適用可能である。

本発明の一実施形態に係る積層型蒸発器を示す分解斜視図である。本実施形態の断面図である。従来の積層型蒸発器を示す分解斜視図である。従来の積層型蒸発器の断面図である。従来の積層型蒸発器に設けられる冷却フィンの部分を示す説明図でである。

符号の説明

４サイドプレート
２０積層型蒸発器
２１チューブ体
２２冷却フィン
２３第1チューブ
２４第２チューブ
２５，２６チューブシート
２７第１冷媒通路
２８，２９ヘッダ部
３０，３１チューブシート
３２第２冷媒通路
３３，３４ヘッダ部

Claims

交互に積層される複数のチューブ体（２１）及び冷却フィン（２２）と、これらのチューブ体（２１）及び冷却フィン（２２）の積層方向の端部に設けられる一対のサイドプレート（４）と、前記チューブ体（２１）の長手方向の両端にそれぞれ設けられ、冷媒が流通するヘッダ部（２８，２９，３３，３４）とから構成された積層型蒸発器（２０）であって、
前記チューブ体（２１）を、冷却風の風上側に位置する第１チューブ（２３）と、風下側に位置する第２チューブ（２４）とから別体に形成し、前記冷却風の流れ方向に沿って所定の間隔を空けて前記第1チューブ（２３）及び前記第２チューブ（２４）を配置したことを特徴とする積層型蒸発器（２０）。
請求項１に記載の積層型蒸発器（２０）であって、前記冷却フィン（２２）を一体に形成したことを特徴とする積層型蒸発器（２０）。
請求項１に記載の積層型蒸発器（２０）であって、前記サイドプレート（４）を一体に形成したことを特徴とする積層型蒸発器（２０）。