JP2010127508A - Combined heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車用の冷却システムにおいて複数の冷媒(例えば、ラジエータの冷却水と空調用の冷媒)を扱う複合熱交換器に関する。 The present invention relates to a composite heat exchanger that handles a plurality of refrigerants (for example, cooling water for a radiator and a refrigerant for air conditioning) in a cooling system for an automobile.
特許文献1に「熱交換器及び車両用空気調和装置」が記載されている。 Patent Document 1 describes “a heat exchanger and a vehicle air conditioner”.
この熱交換器は車両用空気調和装置に用いられており、エンジン冷却水用の空冷熱交換器のタンク(ヘッダ)に空調冷媒用の熱交換器を組み入れて、空冷された冷却水によって空調用冷媒を冷却するものであり、この冷媒用熱交換器では、冷媒を下方から流入させ上方から流出させている。
空調用冷媒は圧縮機のオイルが混入した状態でシステム内を循環しており、混入したオイルは一部が冷媒と分離した状態で存在している。 The refrigerant for air conditioning circulates in the system in a state where the oil of the compressor is mixed, and the mixed oil exists in a state where a part of the mixed oil is separated from the refrigerant.
上記のように特許文献1の熱交換器では、冷媒を下方から上方に移動させているから、熱交換器の下部にオイルが滞留することがあり、オイルが滞留すると熱交換効率が低下する上に、圧縮機の潤滑不足によって冷却システムの性能と信頼性が低下する恐れがある。 As described above, in the heat exchanger of Patent Document 1, since the refrigerant is moved from below to above, oil may stay in the lower part of the heat exchanger. In addition, the lack of lubrication of the compressor can reduce the performance and reliability of the cooling system.
また、昨今の車両には、内燃エンジン、過給機用のインタークーラ、空気調和装置、ハイブリッド電気自動車の電動モータのような発熱体があり、これらの発熱体を冷却する(発熱体からの熱を排熱)するためのコンパクトで効率的な熱交換器(複合熱交換器)が求められている。 Further, in recent vehicles, there are heating elements such as an internal combustion engine, an intercooler for a supercharger, an air conditioner, and an electric motor of a hybrid electric vehicle, and these heating elements are cooled (heat from the heating element). There is a need for a compact and efficient heat exchanger (composite heat exchanger).
そこで、この発明は、冷媒に混入したオイルの滞留を防止すると共に、熱交換効率に優れたコンパクトな複合熱交換器の提供を目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a compact composite heat exchanger that prevents the stagnation of oil mixed in the refrigerant and is excellent in heat exchange efficiency.
請求項1の複合熱交換器は、自動車のエンジン以外の発熱体用の冷却水を冷却する第1空冷熱交換器と、車室空調用の冷媒を冷却する第2空冷熱交換器とを備えた冷却システムに用いられる複合熱交換器であって、前記第1空冷熱交換器は、冷却水が流入する流入側タンク及び流出する流出側タンクと、前記両タンクを連通させる流路部材と、前記流路部材と交互に積層された放熱フィンと、車室空調用の冷媒を冷却する水冷熱交換器とを有し、前記水冷熱交換器は、前記タンクの内部に配置され、前記第2空冷熱交換器は、第1空冷熱交換器の下方に配置され、冷媒は、前記水冷熱交換器の上方から流入し下方から流出した後、前記第2空冷熱交換器に流入することを特徴とする。 The composite heat exchanger according to claim 1 includes a first air-cooling heat exchanger that cools cooling water for a heating element other than an automobile engine, and a second air-cooling heat exchanger that cools a refrigerant for air conditioning in the passenger compartment. A composite heat exchanger used in the cooling system, wherein the first air-cooling heat exchanger includes an inflow side tank into which cooling water flows and an outflow side tank from which the cooling water flows, and a flow path member that connects the two tanks; And a heat-radiating fin alternately stacked with the flow path member, and a water-cooled heat exchanger that cools a refrigerant for air-conditioning of the passenger compartment, the water-cooled heat exchanger being disposed inside the tank, The air-cooled heat exchanger is disposed below the first air-cooled heat exchanger, and the refrigerant flows from above the water-cooled heat exchanger, flows out from below, and then flows into the second air-cooled heat exchanger. And
請求項2の発明は、請求項1に記載された複合熱交換器であって、前記第1空冷熱交換器と第2空冷熱交換器は、これらを冷却する冷却風の流れと直交する同一面上に配置されており、第2空冷熱交換器は、第1空冷熱交換器に隣接して配置されていることを特徴とする。 A second aspect of the present invention is the composite heat exchanger according to the first aspect, wherein the first air-cooled heat exchanger and the second air-cooled heat exchanger are the same orthogonal to the flow of cooling air that cools them. It is arrange | positioned on the surface and the 2nd air cooling heat exchanger is arrange | positioned adjacent to a 1st air cooling heat exchanger, It is characterized by the above-mentioned.
請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載された複合熱交換器であって、前記水冷熱交換器は、冷媒の流路となる複数箇の冷媒流路部材を、冷却水が通過するための隙間を互いの間に設けながら積層して構成されており、前記冷媒流路部材は、冷媒の流れがほぼ鉛直方向になるように配置されていることを特徴とする。 A third aspect of the present invention is the composite heat exchanger according to the first or second aspect, wherein the water-cooled heat exchanger includes a plurality of refrigerant flow path members serving as refrigerant flow paths, and cooling water. The refrigerant flow path member is arranged so that the flow of the refrigerant is in a substantially vertical direction.
請求項4の発明は、請求項3に記載された複合熱交換器であって、前記冷媒流路部材の少なくとも下部は、ほぼ円弧状に形成されていることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the composite heat exchanger according to the third aspect, wherein at least a lower portion of the refrigerant flow path member is formed in a substantially arc shape.
請求項5の発明は、請求項3または請求項4に記載された複合熱交換器であって、前記冷媒流路部材は、互いに固定されて内部に冷媒流路を形成すると共に、冷媒の流れ方向両端部付近に設けられた冷媒の流入口及び流出口とを備えた一対のシェルチューブと、両シェルチューブの内側に固定され、前記冷媒の流入口及び流出口にそれぞれ対応する冷媒の流入口及び流出口と、冷媒の流れに沿って形成された多数の溝とを備えたインナーフィンとを有し、前記インナーフィンには、自身の前記流入口及び流出口と連通し、流れの幅方向に冷媒を拡散し、収束させて熱交換効率を向上させる切り欠きが設けられていることを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention is the composite heat exchanger according to the third or fourth aspect, wherein the refrigerant flow path members are fixed to each other to form a refrigerant flow path therein, and the flow of the refrigerant A pair of shell tubes provided with refrigerant inlets and outlets provided in the vicinity of both ends in the direction, and refrigerant inlets fixed to the inside of both shell tubes and respectively corresponding to the refrigerant inlets and outlets And an inner fin having an outlet and a plurality of grooves formed along the flow of the refrigerant. The inner fin communicates with the inlet and the outlet of the inner fin, and the width direction of the flow. A notch for diffusing and converging the refrigerant to improve heat exchange efficiency is provided.
請求項6の発明は、請求項3または請求項4に記載された複合熱交換器であって、前記冷媒流路部材は、互いに固定されて内部に冷媒流路を形成すると共に、冷媒の流れ方向両端部付近に設けられた冷媒の流入口及び流出口とを備えた一対のシェルチューブと、両シェルチューブの内側に固定され、前記冷媒の流入口及び流出口にそれぞれ対応する冷媒の流入口及び流出口と、冷媒の流れに沿って形成された多数の溝とを備えたインナーフィンとを有し、前記インナーフィンには、前記シェルチューブの流入口側及び流出口側の固定部に沿って設けられ、流れの幅方向に冷媒を拡散し、収束させて熱交換効率を向上させる切り欠きが設けられていることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the composite heat exchanger according to the third or fourth aspect, wherein the refrigerant flow path members are fixed to each other to form a refrigerant flow path therein, and the flow of the refrigerant A pair of shell tubes provided with refrigerant inlets and outlets provided in the vicinity of both ends in the direction, and refrigerant inlets fixed to the inside of both shell tubes and respectively corresponding to the refrigerant inlets and outlets And an inner fin provided with an outlet and a plurality of grooves formed along the flow of the refrigerant, and the inner fin includes an inlet side and an outlet side fixing portion of the shell tube. It is provided with a notch that diffuses and converges the refrigerant in the width direction of the flow to improve heat exchange efficiency.
請求項1の複合熱交換器は、水冷熱交換器の上方から冷媒を流入させ下方から流出するように構成したので、従来例と異なって、オイルが下部に滞留することが抑制されて熱交換効率が向上すると共に、オイルの滞留による圧縮機の潤滑不足と冷却システムの性能及び信頼性の低下が防止される。また、水冷熱交換器を、冷却された後の流出側タンクに配置すれば、それだけ高い熱交換効率が得られる。 The composite heat exchanger according to claim 1 is configured such that the refrigerant flows in from the upper side of the water-cooled heat exchanger and flows out from the lower side. Therefore, unlike the conventional example, the oil is suppressed from staying in the lower portion and heat exchange is performed. The efficiency is improved and insufficient lubrication of the compressor due to oil stagnation and deterioration of the performance and reliability of the cooling system are prevented. Moreover, if a water-cooled heat exchanger is arrange | positioned in the outflow side tank after being cooled, the heat exchange efficiency so much is obtained.
また、水冷熱交換器から流出した冷媒が、第1空冷熱交換器の下方に配置されている第2空冷熱交換器へ無理なく流下するから、水冷熱交換器と第2空冷熱交換器とにわたって、オイルの滞留抑制機能が大きく向上する。 In addition, since the refrigerant that has flowed out of the water-cooled heat exchanger flows down to the second air-cooled heat exchanger disposed below the first air-cooled heat exchanger, the water-cooled heat exchanger, the second air-cooled heat exchanger, The oil retention control function is greatly improved.
特に、コンデンサや上記の水冷熱交換器のように、冷媒が凝縮し体積が減少することによって流速が低下する機器では、オイルの滞留を抑制したことによる上記の効果は顕著である。 In particular, in an apparatus such as a condenser or the above-described water-cooled heat exchanger in which the refrigerant is condensed and the volume is reduced, the flow rate is decreased, and the above-described effect due to the suppression of oil retention is remarkable.
請求項2の複合熱交換器は、請求項1の構成と同等の効果が得られる。 The composite heat exchanger of claim 2 can obtain the same effect as that of the structure of claim 1.
また、第1空冷熱交換器と第2空冷熱交換器を冷却風の流れと直交する同一面上に配置すると共に、第1空冷熱交換器と第2空冷熱交換器とを互いに隣接配置したことによって、複合熱交換器は極めてコンパクトに構成されており、優れた車載性が得られるから、車両の冷却システムに用いられて、エンジン、過給機用のインタークーラ、空気調和装置、ハイブリッド電気自動車の電動モータなどの発熱体を効果的に冷却することができる。 The first air cooling heat exchanger and the second air cooling heat exchanger are arranged on the same plane orthogonal to the flow of the cooling air, and the first air cooling heat exchanger and the second air cooling heat exchanger are arranged adjacent to each other. As a result, the composite heat exchanger is extremely compact and has excellent on-vehicle properties. Therefore, it is used for vehicle cooling systems, and is used in engines, intercoolers for turbochargers, air conditioners, hybrid electric A heating element such as an electric motor of an automobile can be effectively cooled.
請求項3の複合熱交換器は、請求項1または請求項2の構成と同等の効果が得られる。
The composite heat exchanger of
また、水冷熱交換器を縦置きにし、流路部材中を冷媒がほぼ鉛直に流れる(流下する)ようにしたので、高いオイル滞留抑制効果が得られる。 In addition, since the water-cooled heat exchanger is installed vertically so that the refrigerant flows substantially vertically (flows down) in the flow path member, a high oil retention effect is obtained.
請求項4の複合熱交換器は、請求項3の構成と同等の効果が得られる。
The composite heat exchanger of claim 4 can achieve the same effect as that of the structure of
また、冷媒流路部材の少なくとも下部をほぼ円弧状に形成したことによってオイルの流れが円滑になり、部分的な滞留が抑制されてオイルの滞留抑制効果がさらに向上する。 In addition, since at least the lower part of the refrigerant flow path member is formed in a substantially circular arc shape, the oil flow becomes smooth, partial retention is suppressed, and the oil retention effect is further improved.
また、冷媒流路部材の上部をほぼ円弧状に形成すれば、冷媒が流れに沿って各インナーフィンの幅方向に拡散されるから、冷却水との熱交換効率がさらに向上する。 Further, if the upper part of the refrigerant flow path member is formed in a substantially arc shape, the refrigerant is diffused in the width direction of each inner fin along the flow, so that the efficiency of heat exchange with the cooling water is further improved.
請求項5の複合熱交換器は、請求項3または請求項4の構成と同等の効果が得られる。
The composite heat exchanger according to
また、自身の流入口と流出口と連通する切り欠きをインナーフィンに設けたことによって流れと直交する方向に冷媒が拡散され、また、収束するから、熱交換効率とオイルの滞留抑制効果とが向上する。 In addition, by providing the inner fin with a notch communicating with its own inlet and outlet, the refrigerant is diffused and converged in a direction perpendicular to the flow, so that the heat exchange efficiency and the oil retention suppression effect are improved. improves.
また、インナーフィンを内側に固定したことによってシェルチューブの耐圧強度が高く維持される。 In addition, the pressure resistance of the shell tube is maintained high by fixing the inner fin on the inside.
請求項6の複合熱交換器は、請求項3または請求項4の構成と同等の効果が得られる。
The composite heat exchanger according to claim 6 can achieve the same effects as the structure according to
また、シェルチューブの流入口及び流出口側の固定部に沿った切り欠きをインナーフィンに設けたことによって流れと直交する方向に冷媒が拡散され、また、収束するから、熱交換効率とオイルの滞留抑制効果とが向上する。 In addition, since the inner fins are provided with notches along the fixed portions on the inlet and outlet sides of the shell tube, the refrigerant is diffused and converged in a direction orthogonal to the flow. The retention suppressing effect is improved.
また、インナーフィンを内側に固定したことによってシェルチューブの耐圧強度が高く維持される。 In addition, the pressure resistance of the shell tube is maintained high by fixing the inner fin on the inside.
<第1実施例>
図1〜図7を参照しながら複合熱交換器1(本発明の第1実施例)を説明する。複合熱交換器1はエンジン(内燃機関)と電動モータ3とを駆動力源とするハイブリッド電気自動車の冷却システム9に用いられており、図1は冷却システム9の一部を示す概略図、図2は複合熱交換器1と電動モータ3などの冷却水用サブラジエータ5とエンジンの冷却水用ラジエータ27とを組み合わせた状態を示す斜視図、図3はサブラジエータ5の斜視図、図4はサブラジエータ5の流出側タンク13に組み込まれた水冷熱交換器19を示す断面図、図5は水冷熱交換器19の側面図、図6は水冷熱交換器19の斜視図、図7は水冷熱交換器19の分解斜視図である。
<First embodiment>
The composite heat exchanger 1 (first embodiment of the present invention) will be described with reference to FIGS. The composite heat exchanger 1 is used in a
複合熱交換器1は、駆動モータ3及びインバータやコンバータのような制御機器(エンジン以外の発熱体)用の冷却水を冷却するサブラジエータ5(第1空冷熱交換器)と、車室空調用の冷媒を冷却するコンデンサ7(第2空冷熱交換器)とを備えた冷却システム9に用いられており、サブラジエータ5は、冷却水が流入する流入側タンク11及び流出する流出側タンク13と、タンク11,13を連通させる扁平チューブ15(流路部材)と、扁平チューブ15と交互に積層された放熱フィン17と、車室空調用の冷媒を冷却する水冷熱交換器19とを有し、図4と図5のように、水冷熱交換器19は流出側タンク13の内部に配置され、図2のように、コンデンサ7はサブラジエータ5の下方に配置され、図5のように、冷媒は水冷熱交換器19の上方から流入し、下方から流出した後、コンデンサ7に流下する。
The composite heat exchanger 1 includes a sub-radiator 5 (first air-cooling heat exchanger) that cools cooling water for a
また、図2のように、サブラジエータ5とコンデンサ7はこれらを冷却する冷却風(車両の走行中にフロントグリルから流入する外気)の流れとほぼ直交する同一面上に配置され、コンデンサ7とサブラジエータ5は互いに隣接して配置されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
また、図5のように、水冷熱交換器19は、冷媒の流路となる複数箇のシェルチューブ21,23(冷媒流路部材)を冷却水が通過するための隙間25を互いの間に設けながら積層して構成されていると共に、シェルチューブ21,23は冷媒の流れがほぼ鉛直方向(重力方向)になるように縦置きにされている。
Further, as shown in FIG. 5, the water-cooled
また、シェルチューブ21,23の上部と下部(少なくとも下部)はほぼ円弧状に形成されている。
Moreover, the upper part and the lower part (at least lower part) of the
サブラジエータ5は、積層された扁平チューブ15の上部と下部にそれぞれレインフォース26(補強部材)を取り付けて積層方向に適度な荷重を加えた状態で、扁平チューブ15の両端をタンク11,13に挿入して形成されている。
The
また、図2のように、サブラジエータ5とコンデンサ7はこの順で上下に縦置きされており、冷却風の下流にはエンジン用のラジエータ27が配置され、冷却風によってエンジン冷却水を冷却する。
Further, as shown in FIG. 2, the
水冷熱交換器19は、図5と図7のように、シェルチューブ21,23とインナーフィン29(冷媒流路部材)とリング状のパッチ31とプレート状の封止用エンドパッチ33とから構成されている。また、シェルチューブ21,23は、図4と図6のように、一方が他方に嵌入して印籠を形成する縁部35,37と、互いに直交して対向するビード39,41(突起)と、上方と下方(冷媒の流れ方向の両端部付近)に設けられ、一方が他方に嵌入して印籠を形成する流入口43,45及び流出口47,49とを有し、インナーフィン29は、流入口43,45と流出口47,49にそれぞれ対応する流入口51及び流出口53と、全体を波形に加工して形成され冷媒の流れに沿った多数の溝55とを有している。
As shown in FIGS. 5 and 7, the water-cooled
シェルチューブ21,23はインナーフィン29を間に挟み込み、縁部35,37を互いに嵌入させ印籠を形成してシェルチューブASSYにされており、各シェルチューブASSYは流入口43,45と流出口47,49を互いに嵌入させて印籠を形成すると共に、パッチ31を間に挟み、ビード39,41を接触させて積層し、積層方向に一定の適正な荷重を加え、また、最外側のシェルチューブ23の流入口45と流出口49をエンドパッチ33で封止し、パッチ31とビード39,41によって各シェルチューブASSYの隙間25を適正に保ちながら一体に鑞付けして水冷熱交換器19を形成する。この際、シェルチューブ21、23とインナーフィン29の波形頂部も鑞付け接合されている。さらに、図2と図5と図6のように、最内側シェルチューブ21の流入口43はアダプタ57を介してコンプレッサ側に連結され、流出口47はアダプタ59を介してコンデンサ7側に連結されている。
The
冷却システム9において、駆動モータ3などの冷却系では、ポンプ61で循環する冷却水は、図2と図3のように、サブラジエータ5のタンク11に流入し、各扁平チューブ15を流れる間に放熱フィン17を介し冷却風によって冷却されてタンク13に流入し、駆動モータ3などを冷却する。
In the
また、コンプレッサで圧縮され高温高圧のガス状態になった空調用冷媒は、図5のように、流入口43,45から水冷熱交換器19の各シェルチューブASSYに流入し、インナーフィン29の溝55を流下する間に、サブラジエータ5のタンク13を流れる冷却水によって冷却され、過熱度が低下した状態、あるいは、一部が飽和した状態で流出口47,49から外部に流出し、さらに流下しコンデンサ7に流入して凝縮され、膨張弁で減圧され、エバポレータで熱交換し、コンプレッサで圧縮されてこのサイクルを繰り返す。
Further, the air-conditioning refrigerant compressed by the compressor into a high-temperature and high-pressure gas state flows into the shell tubes ASSY of the water-cooled
次に、複合熱交換器1の効果を説明する。 Next, the effect of the composite heat exchanger 1 will be described.
水冷熱交換器19中を冷媒が上方から下方に移動(流下)するように構成したので、冷媒に混入したコンプレッサの潤滑オイルが下方に停滞することが抑制され、さらに、シェルチューブ21,23の下部をほぼ円弧状に形成したことによってオイルの停滞抑制効果が向上し、オイルの滞留による熱交換効率の低下と、コンプレッサの潤滑不足による冷却システム9の性能及び信頼性の低下が防止される。
Since the refrigerant moves in the water-cooled
また、水冷熱交換器19を、冷却風で冷却水が冷却された後の流出側タンク13に配置したことによってそれだけ高い熱交換効率が得られている。
Further, the heat-
また、水冷熱交換器19を縦置きにし、冷媒がほぼ鉛直方向に流下するようにしたので、オイルの滞留抑制効果がさらに向上する。
In addition, since the water-cooled
また、シェルチューブ21,23の上部もほぼ円弧状に形成したことによって、図4の矢印63のように、流れに沿って冷媒が各インナーフィン29の幅方向に拡散されるので、冷却水との熱交換効率がさらに向上する。
Further, since the upper portions of the
また、冷媒が凝縮し体積が減少することによって流速が低下する水冷熱交換器19やコンデンサ7では、オイルの滞留を抑制したことによる上記の効果は顕著である。
Further, in the water-cooled
また、サブラジエータ5とコンデンサ7を冷却風の流れと直交する同一面上に配置し、コンデンサ7をサブラジエータ5の下方に隣接配置したことにより、複合熱交換器1は極めてコンパクトに構成され、優れた車載性を得ているから、車両の冷却システム9に用いられて、エンジン、空気調和装置、電動モータ3などの発熱体を効果的に冷却することができる。
Further, the
<第2実施例>
図8(a)、(b)を参照しながら本発明の第2実施例を説明する。
<Second embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 (a) and 8 (b).
第2実施例の複合熱交換器では、シェルチューブ21,23の内側に固定されるインナーフィン101(冷媒流路部材)は、シェルチューブ21、23の流れ方向両端円弧部にいたるまで延在しさらに、流入口51と流出口53とそれぞれ連通する切り欠き103,105が幅方向の両側に設けられている。そして、インナーフィン101の波形の頂部と、流れ方向両端と、はシェルチューブと鑞付け接合されている。このため流れ方向端部までチューブ耐圧強度が確保される。
In the composite heat exchanger of the second embodiment, the inner fins 101 (refrigerant flow path members) fixed inside the
これらの切り欠き103,105は溝55の全幅にわたって設けられており、冷媒をその流れとほぼ直交する方向(幅方向)に拡散させ、また、収束させ、シェルチューブ21、23の全幅に冷媒が流れるように構成されているため冷却水との接触面積を拡大し、熱交換効率を向上させている。また、切り欠き105が流出口53の連通側が低くなるよう傾斜している為、傾斜した切り欠き部によりオイルがより確実に流出口へ導かれる。
These
また、リング状パッチ31の外径rは、シェルチューブ21,23の流入口43,45及び流出口47,49側固定部157,159(図4)の外径Rより小さく、切り欠き103,105はリング状パッチ31の外周より外側にまで延びている。リング状パッチ31を隣り合うチューブ間で流入流出口外周に設けることでインナーフィン切り欠き103、105による強度を補強しさらに耐久性を向上させている。
The outer diameter r of the ring-shaped
また、流入口51と流出口53はいずれもインナーフィン101の幅方向の中心に設けられているが、流入口51と流出口53を幅方向にオフセットさせ、これに応じて切り欠き103,105の幅方向長さを不等長にすれば、流入口51側と流出口53側とにわたって冷媒の流路長が長くなり、熱交換効率をそれだけ向上させることができる。
Further, both the
<第3実施例>
図9(a)、(b)を参照しながら本発明の第3実施例を説明する。
<Third embodiment>
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 (a) and 9 (b).
第3実施例の複合熱交換器では、インナーフィン151(冷媒流路部材)に切り欠き153,155が設けられており、これらの切り欠き153,155はシェルチューブ21,23の流入口43,45及び流出口47,49側の固定部157,159(図4)に沿って幅方向の両側に設けられている。
In the composite heat exchanger of the third embodiment,
切り欠き105,155は溝55の全幅にわたって設けられており、冷媒をその流れとほぼ直交する方向(幅方向)に拡散させ、また、収束させ、溝55の全幅を有効に利用することによって冷却水との接触面積を拡大し、熱交換効率を向上させている。
The
また、インナーフィン151においても、流入口51と流出口53を幅方向にオフセットさせ、これに応じて切り欠き153,155の幅方向長さを不等長にすれば、流入口51側と流出口53側とにわたって冷媒の流路長が長くなり、熱交換効率をそれだけ向上させることができる。
Also, in the
[本発明の範囲に含まれる他の態様]
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定解釈されるものではなく、本発明の技術的な範囲内で様々な変更が可能である。
[Other Embodiments Included within the Scope of the Present Invention]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the technical scope of the present invention.
1 複合熱交換器
3 電動モータ及びインバータやコンバータのような制御機器(エンジン以外の発熱体)
5 サブラジエータ(第1空冷熱交換器)
7 コンデンサ(第2空冷熱交換器)
9 冷却システム
11 流入側タンク
13 流出側タンク
15 扁平チューブ(流路部材)
17 放熱フィン
19 水冷熱交換器
21,23 シェルチューブ(冷媒流路部材)
29 インナーフィン(冷媒流路部材)
43,45 シェルチューブ21,23の流入口
47,49 シェルチューブ21,23の流出口
51 インナーフィン29の流入口
53 インナーフィン29の流出口
55 インナーフィン29の溝
101 インナーフィン(冷媒流路部材)
103,105 インナーフィン101の切り欠き
151 インナーフィン(冷媒流路部材)
153,155 インナーフィン151の切り欠き
157,159 シェルチューブ21,23の流入口43,45及び流出口47,49側の固定部
1
5 Sub-radiator (first air-cooled heat exchanger)
7 Condenser (second air-cooled heat exchanger)
9 Cooling
17
29 Inner fin (refrigerant channel member)
43, 45 Inlet of
103, 105
153, 155
Claims (6)
前記第1空冷熱交換器(5)は、冷却水が流入する流入側タンク(11)及び流出する流出側タンク(13)と、前記両タンク(11,13)を連通させる流路部材(15)と、前記流路部材(15)と交互に積層された放熱フィン(17)と、車室空調用の冷媒を冷却する水冷熱交換器(19)とを有し、
前記水冷熱交換器(19)は、前記タンク(11,13)の内部に配置され、
前記第2空冷熱交換器(7)は、第1空冷熱交換器(5)の下方に配置され、
冷媒は、前記水冷熱交換器(19)の上方から流入し下方から流出した後、前記第2空冷熱交換器(7)に流入することを特徴とする複合熱交換器(1)。 A first air-cooled heat exchanger (5) that cools cooling water for a heating element (3) other than an automobile engine, and a second air-cooled heat exchanger (7) that cools a refrigerant for vehicle compartment air conditioning are provided. A combined heat exchanger (1) used in a cooling system (9),
The first air-cooling heat exchanger (5) includes an inflow side tank (11) into which cooling water flows in and an outflow side tank (13) from which outflow flows, and a flow path member (15) that connects the tanks (11, 13). ), Radiating fins (17) alternately stacked with the flow path members (15), and a water-cooled heat exchanger (19) for cooling the refrigerant for vehicle compartment air conditioning,
The water-cooled heat exchanger (19) is disposed inside the tank (11, 13),
The second air-cooled heat exchanger (7) is disposed below the first air-cooled heat exchanger (5),
The refrigerant flows from above the water-cooled heat exchanger (19) and flows out from below, and then flows into the second air-cooled heat exchanger (7).
前記第1空冷熱交換器(5)と第2空冷熱交換器(7)は、これらを冷却する冷却風の流れと直交する同一面上に配置されており、第2空冷熱交換器(7)は、第1空冷熱交換器(5)に隣接して配置されていることを特徴とする複合熱交換器(1)。 A composite heat exchanger (1) according to claim 1, comprising:
The first air-cooled heat exchanger (5) and the second air-cooled heat exchanger (7) are arranged on the same plane orthogonal to the flow of cooling air for cooling them, and the second air-cooled heat exchanger (7 ) Is arranged adjacent to the first air-cooled heat exchanger (5), the composite heat exchanger (1).
前記水冷熱交換器(19)は、冷媒の流路となる複数箇の冷媒流路部材(21,23)を、冷却水が通過するための隙間(25)を互いの間に設けながら積層して構成されており、前記冷媒流路部材(21,23)は、冷媒の流れがほぼ鉛直方向になるように配置されていることを特徴とする複合熱交換器(1)。 A composite heat exchanger (1) according to claim 1 or claim 2,
The water-cooled heat exchanger (19) is formed by laminating a plurality of refrigerant flow path members (21, 23) serving as refrigerant flow paths while providing gaps (25) for the passage of cooling water therebetween. The composite heat exchanger (1), wherein the refrigerant flow path members (21, 23) are arranged so that the flow of the refrigerant is substantially vertical.
前記冷媒流路部材(21,23)の少なくとも下部は、ほぼ円弧状に形成されていることを特徴とする複合熱交換器(1)。 A composite heat exchanger (1) according to claim 3, comprising:
The composite heat exchanger (1), wherein at least a lower part of the refrigerant flow path member (21, 23) is formed in a substantially arc shape.
前記冷媒流路部材は、互いに固定されて内部に冷媒流路を形成すると共に、冷媒の流れ方向両端部付近に設けられた冷媒の流入口(43,45)及び流出口(47,49)とを備えた一対のシェルチューブ(21,23)と、両シェルチューブ(21,23)の内側に固定され、前記冷媒の流入口(43,45)及び流出口(47,49)にそれぞれ対応する冷媒の流入口(51)及び流出口(53)と、冷媒の流れに沿って形成された多数の溝(55)とを備えたインナーフィン(101)とを有し、
前記インナーフィン(101)には、自身の前記流入口(51)及び流出口(53)と連通し、流れの幅方向に冷媒を拡散し、収束させて熱交換効率を向上させる切り欠き(103,105)が設けられていることを特徴とする複合熱交換器(1)。 A composite heat exchanger (1) according to claim 3 or claim 4, wherein
The refrigerant flow path members are fixed to each other to form a refrigerant flow path therein, and refrigerant inlets (43, 45) and outlets (47, 49) provided near both ends of the refrigerant flow direction, A pair of shell tubes (21, 23) provided with both of them, fixed inside the shell tubes (21, 23), and corresponding to the refrigerant inlet (43, 45) and outlet (47, 49), respectively. An inner fin (101) having an inlet (51) and an outlet (53) for the refrigerant, and a plurality of grooves (55) formed along the refrigerant flow;
The inner fin (101) communicates with its own inlet (51) and outlet (53), and diffuses and converges the refrigerant in the width direction of the flow to improve heat exchange efficiency (103). , 105). A composite heat exchanger (1).
前記冷媒流路部材は、互いに固定されて内部に冷媒流路を形成すると共に、冷媒の流れ方向両端部付近に設けられた冷媒の流入口(43,45)及び流出口(47,49)とを備えた一対のシェルチューブ(21,23)と、両シェルチューブ(21,23)の内側に固定され、前記冷媒の流入口(43,45)及び流出口(47,49)にそれぞれ対応する冷媒の流入口(51)及び流出口(53)と、冷媒の流れに沿って形成された多数の溝(55)とを備えたインナーフィン(151)とを有し、
前記インナーフィン(151)には、前記シェルチューブ(21,23)の流入口(43,45)側及び流出口(47,49)側の固定部(157,159)に沿って設けられ、流れの幅方向に冷媒を拡散し、収束させて熱交換効率を向上させる切り欠き(153,155)が設けられていることを特徴とする複合熱交換器(1)。 A composite heat exchanger (1) according to claim 3 or claim 4, wherein
The refrigerant flow path members are fixed to each other to form a refrigerant flow path therein, and refrigerant inlets (43, 45) and outlets (47, 49) provided near both ends of the refrigerant flow direction, A pair of shell tubes (21, 23) provided with both of them, fixed inside the shell tubes (21, 23), and corresponding to the refrigerant inlet (43, 45) and outlet (47, 49), respectively. An inner fin (151) having a refrigerant inlet (51) and outlet (53) and a plurality of grooves (55) formed along the refrigerant flow;
The inner fin (151) is provided along the fixing portions (157, 159) on the inlet (43, 45) side and the outlet (47, 49) side of the shell tube (21, 23). The composite heat exchanger (1) is provided with notches (153, 155) for diffusing and converging the refrigerant in the width direction to improve heat exchange efficiency.
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