JP2012145269A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、コンデンサ及びエバポレータの双方の機能を有する車両空調ヒートポンプシステムの室外熱交換器として用いられる熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger used as an outdoor heat exchanger of a vehicle air-conditioning heat pump system having functions of both a condenser and an evaporator, for example.
従来、上記した熱交換器としては、例えば、間隔をおいて互いに平行に配置された一対のヘッダパイプと、これらのヘッダパイプ間において僅かな間隔をおいて互いに平行に配置されて上記ヘッダパイプの双方と連通する複数のチューブと、隣接するチューブ間に配置されたフィンを備えたものがある。この熱交換器は、一対のヘッダパイプを上下方向に沿わせると共に、複数のチューブを左右方向に沿わせるようにして設置される、いわゆる冷媒横流れタイプの熱交換器であり、通常、ヘッダパイプの長さ寸法(縦寸法)に比してチューブの長さ寸法(横寸法)が大きくなる関係を成している(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as the above-described heat exchanger, for example, a pair of header pipes arranged in parallel to each other at intervals, and a pair of header pipes arranged in parallel to each other with a slight gap between these header pipes. Some include a plurality of tubes communicating with both sides and fins disposed between adjacent tubes. This heat exchanger is a so-called refrigerant cross-flow type heat exchanger that is installed with a pair of header pipes along the vertical direction and a plurality of tubes along the horizontal direction. The length dimension (lateral dimension) of the tube is larger than the length dimension (vertical dimension) (see, for example, Patent Document 1).
このような冷媒横流れタイプの熱交換器において、冷媒の蒸発時には、左右方向に沿う複数のチューブの各表面に凝縮水が生じてチューブ上に保水し、ひいては着霜現象が発生して、この霜の層が成長することで熱交換効率が低下してしまう可能性がある。 In such a refrigerant cross-flow type heat exchanger, when the refrigerant evaporates, condensed water is generated on each surface of the plurality of tubes along the left-right direction, and the water is retained on the tubes. There is a possibility that the heat exchange efficiency is lowered by the growth of the layer.
上記着霜現象の発生を抑える、すなわち、複数のチューブの各表面に生じる凝縮水の排除を促し得る熱交換器として、複数のチューブを上下方向に沿わせるようにして配置する、いわゆる冷媒縦流れタイプの熱交換器が開発されている。この冷媒縦流れタイプの熱交換器では、冷媒横流れタイプの熱交換器と比べて、左右方向に沿って配置されるヘッダパイプの長さ寸法(横寸法)が大きくなると共に上下方向に沿うチューブの長さ寸法(縦寸法)が小さくなり、これに伴ってチューブの本数が大幅に増加している(例えば、特許文献2参照)。 As a heat exchanger that suppresses the occurrence of the frosting phenomenon, that is, can promote the elimination of condensed water generated on the surfaces of the plurality of tubes, the so-called longitudinal flow of the refrigerant is arranged so that the plurality of tubes are arranged vertically. A type of heat exchanger has been developed. In this refrigerant longitudinal flow type heat exchanger, the length (horizontal dimension) of the header pipe arranged along the left-right direction is larger and the tube along the vertical direction is larger than the refrigerant transverse flow type heat exchanger. The length dimension (vertical dimension) is reduced, and the number of tubes is greatly increased along with this (for example, see Patent Document 2).
ところが、上記した冷媒縦流れタイプの熱交換器では、チューブの本数が大幅に増加する都合上、複数のチューブ及びフィン個々に対して高い寸法精度が求められ、加えて、ヘッダパイプに多数のチューブ接続孔を所定のピッチで形成する際には、厳しい加工精度が要求され、その結果、生産性が良いとは言えないという問題がある。 However, in the above-described refrigerant longitudinal flow type heat exchanger, high dimensional accuracy is required for each of the plurality of tubes and fins for the purpose of greatly increasing the number of tubes, and in addition, a large number of tubes in the header pipe. When forming the connection holes at a predetermined pitch, severe processing accuracy is required, and as a result, there is a problem that productivity cannot be said to be good.
この場合、ろう付けで装着される別の部品を介してヘッダパイプにチューブを接続する手法も考えられるが、部品点数の増加及びろう付け部分の増大を招くうえ、ヘッダパイプの長さ寸法に合わせて別の部品が長尺化する分だけ、炉内におけるろう付けの際に熱交換器全体に熱による歪みが生じてしまうという問題を有しており、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。 In this case, a method of connecting the tube to the header pipe via another part that is mounted by brazing is also conceivable, but this increases the number of parts and the brazed part, and matches the length of the header pipe. Therefore, there is a problem that heat distortion occurs in the entire heat exchanger during brazing in the furnace as much as the length of other parts becomes longer. It was an issue.
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、熱交換効率の低下を防いだうえで、生産性の向上を実現することができると共に、部品点数の増加及びろう付け部分の増大を少なく抑えることが可能であり、加えて、製造時における熱による歪みがほとんどない熱交換器を提供することを目的としている。 The present invention has been made by paying attention to the above-described conventional problems, and it is possible to improve productivity while preventing a decrease in heat exchange efficiency, and to increase the number of parts and brazing parts. The object of the present invention is to provide a heat exchanger that can suppress the increase to a small extent and that is hardly distorted by heat during production.
上記した目的を達成するために、本発明の請求項1に係る熱交換器は、互いに平行を成した状態で左右方向に沿ってそれぞれ配置された上下のヘッダパイプと、これらのヘッダパイプ間において上下方向に沿って配置されて該上下のヘッダパイプの双方と連通する複数のチューブと、隣接するチューブ間に配置されたフィンを具備した熱交換器構成体を複数備え、前記複数の熱交換器構成体は左右方向に並べて配置され、互いに隣接する前記熱交換器構成体における前記上側ヘッダパイプの各端部同士が嵌め合いにより接続されていると共に、前記下側ヘッダパイプの各端部同士が嵌め合いにより接続されている構成としたことを特徴としており、この熱交換器の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
In order to achieve the above-described object, a heat exchanger according to
本発明に係る熱交換器では、上下のヘッダパイプ間において多数のチューブが上下方向に沿ってそれぞれ配置されているので、従来の冷媒縦流れタイプの熱交換器と同様に、これら多数のチューブの各表面に生じる凝縮水の排除が促進されて、熱交換効率の低下が少なく抑えられることとなる。 In the heat exchanger according to the present invention, a large number of tubes are respectively arranged along the vertical direction between the upper and lower header pipes. Therefore, similar to the conventional refrigerant longitudinal flow type heat exchanger, The elimination of the condensed water generated on each surface is promoted, and the decrease in heat exchange efficiency is suppressed to a small extent.
このとき、本発明に係る熱交換器は、複数の熱交換器構成体を左右方向に並べて配置して成っているので、上下のヘッダパイプ,多数のチューブ及びフィンは、複数の熱交換器構成体の数に区分けされているので、熱交換器構成体一つひとつが有するチューブの数は全体数に比べて当然少ない。 At this time, since the heat exchanger according to the present invention is formed by arranging a plurality of heat exchanger components side by side in the left-right direction, the upper and lower header pipes, a number of tubes, and fins have a plurality of heat exchanger configurations. Since it is divided into the number of bodies, the number of tubes of each heat exchanger component is naturally smaller than the total number.
つまり、熱交換器構成体を製作するにあたって、チューブ及びフィンの数量が全体数に比べて少ない分だけ、長さ寸法の管理がし易いのに加えて、上下のヘッダパイプに所定のピッチで形成するチューブ接続孔の孔開け作業が容易である。そして、このように製作が容易な熱交換器構成体を左右方向に並べて配置して、互いに隣接する熱交換器構成体における上下のヘッダパイプの各端部同士を嵌め合いにより接続すれば、熱交換器の製造が完了するので、生産性が向上することとなる。 In other words, when manufacturing the heat exchanger structure, the length and dimensions of the tubes and fins are less than the total number, and the length dimensions are easy to manage, and the upper and lower header pipes are formed at a predetermined pitch. It is easy to make a tube connection hole. Then, by arranging heat exchanger components that are easy to manufacture in the left-right direction and connecting the ends of the upper and lower header pipes in adjacent heat exchanger components by fitting, heat Since the production of the exchanger is completed, productivity is improved.
加えて、熱交換器の製造に際して、ヘッダパイプにろう付けで装着される別部品を使用したりしないので、部品点数の増加及びろう付け部分の増大を招くことがなく、熱による歪みの発生も回避されることとなる。 In addition, when manufacturing the heat exchanger, no separate parts that are attached to the header pipe by brazing are used, so there is no increase in the number of parts and an increase in brazed parts, and the occurrence of heat distortion is also possible. It will be avoided.
また、本発明の請求項2に係る熱交換器は、前記熱交換器構成体における前記ヘッダパイプの長さ寸法が前記チューブの長さ寸法と同等ないし同等以下に設定されている構成としている。
Moreover, the heat exchanger which concerns on
このような構成の熱交換器では、熱交換器構成体における上下のヘッダパイプの各長さ寸法が、チューブの長さ寸法よりも短くなればなるほど、熱交換器構成体一つひとつが有するチューブの数は当然少なくなる。 In the heat exchanger having such a configuration, the number of tubes included in each of the heat exchanger constituents increases as the length of each of the upper and lower header pipes in the heat exchanger constituent becomes shorter than the length of the tubes. Will naturally be less.
つまり、熱交換器構成体を製作するにあたって、上下のヘッダパイプの各長さ寸法をチューブの長さ寸法よりも短くすれば、チューブ及びフィンの数量が少なくなる分だけ、長さ寸法の管理がより一層し易いのに加えて、上下のヘッダパイプに所定のピッチで形成するチューブ接続孔の孔開け作業もより一層容易である。 In other words, when manufacturing the heat exchanger structure, if the length of each of the upper and lower header pipes is made shorter than the length of the tube, the length can be managed by the amount of tubes and fins. In addition to being easier to perform, the operation of drilling tube connection holes formed at a predetermined pitch in the upper and lower header pipes is further facilitated.
さらに、本発明の請求項3に係る熱交換器は、互いに隣接する前記熱交換器構成体のうちのいずれか一方の熱交換器構成体における前記上下のヘッダパイプの各端部が拡管端部としてそれぞれ形成され、これらのヘッダパイプの各拡管端部に対して、互いに隣接する前記熱交換器構成体のうちのいずれか他方の熱交換器構成体における前記上下のヘッダパイプの各端部が嵌合して接続されている構成としている。 Furthermore, in the heat exchanger according to claim 3 of the present invention, each end of the upper and lower header pipes in any one of the heat exchanger components adjacent to each other is an expanded end. The respective end portions of the upper and lower header pipes in the other heat exchanger structure of the heat exchanger structures adjacent to each other are respectively formed with respect to the expanded end portions of these header pipes. It is set as the structure connected by fitting.
このような構成の熱交換器では、互いに隣接する熱交換器構成体における上下のヘッダパイプの各端部同士を嵌め合いにより接続するに際して、ヘッダパイプの各端部間に、双方にろう付けされるような別部品である連結部材を介在させる必要がないので、部品点数及び作業工程の増加が抑えられることとなり、作業工程を少なく抑え得る分だけ、生産性がより向上することとなる。 In the heat exchanger having such a configuration, when the ends of the upper and lower header pipes in the heat exchanger structure adjacent to each other are connected by fitting, the both ends of the header pipe are brazed to each other. Therefore, it is not necessary to intervene a connecting member which is a separate part. Therefore, an increase in the number of parts and work processes can be suppressed, and productivity can be further improved as much as the work processes can be reduced.
さらにまた、本発明の請求項4に係る熱交換器は、前記いずれか一方側のヘッダパイプにおける拡管端部の内側嵌合面及びこの拡管端部と嵌合して接続されるいずれか他方側のヘッダパイプにおける端部の外側嵌合面が互いにろう付けにより接合される構成としている。
Furthermore, in the heat exchanger according to
このような構成とすると、炉内におけるヘッダパイプとチューブとのろう付けによる接続に際して、ヘッダパイプの端部同士のろう付けによる接続も同時に成されることとなり、加えて、一方側のヘッダパイプにおける拡管端部の内側嵌合面と他方側のヘッダパイプにおける端部の外側嵌合面とが密に接合することとなり、シール性の向上も図られることとなる。 With such a configuration, when the header pipe and the tube are connected by brazing in the furnace, the connection between the end portions of the header pipe is also performed at the same time. In addition, in the header pipe on one side, The inner fitting surface of the expanded pipe end portion and the outer fitting surface of the end portion of the header pipe on the other side are closely joined, and the sealing performance is also improved.
本発明の請求項1に係る熱交換器は、上記した構成としているので、熱交換効率の低下を防いだうえで、生産性を向上させることが可能であると共に、部品点数の増加及びろう付け部分の増大を少なく抑えることができ、加えて、熱による歪みがほとんど生じない製造が可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
Since the heat exchanger according to
また、本発明の請求項2に係る熱交換器は、上記した構成としているので、生産性の一層の向上を実現させることが可能であり、本発明の請求項3に係る熱交換器は、上記した構成としているので、部品点数及び作業工程の増加を招くことなく、生産性をより一層向上させることが可能であり、本発明の請求項4に係る熱交換器は、上記した構成としているので、生産性のより一層の向上に加えてシール性の向上をも実現することが可能となる。
Moreover, since the heat exchanger according to
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1及び図2は、本発明の一実施形態による熱交換器を示しており、図1に示すように、この熱交換器1は、冷媒縦流れタイプの熱交換器であって、2個の熱交換器構成体2,2を左右方向に並べて配置して成っている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
この熱交換器構成体2は、互いに平行を成した状態で左右方向に沿ってそれぞれ配置された上下のヘッダパイプ3U,3Lと、これらのヘッダパイプ3U,3L間において上下方向に沿い且つ僅かな間隔をおいて互いに平行に配置されて該上下のヘッダパイプ3U,3Lの双方と連通する複数のチューブ4と、隣接するチューブ4,4間に配置されたフィン5を具備しており、複数のチューブ4は、ヘッダパイプ3U,3Lにそれぞれ等ピッチで形成されたチューブ接続孔3aにろう付けにより接続されている。
The
この実施形態において、熱交換器構成体2のヘッダパイプ3U,3Lの長さ寸法は、チューブ4の長さ寸法とほぼ同等に設定されており、左右方向に並ぶ2個の熱交換器構成体2,2は、互いに隣接する上側ヘッダパイプ3U,3Uの各端部3b,3b同士を嵌め合いにより接続すると共に、互いに隣接する下側ヘッダパイプ3L,3Lの各端部3b,3b同士を嵌め合いにより接続することで連結されている。
In this embodiment, the length dimensions of the
この場合、図2にも示すように、左右方向に並ぶ熱交換器構成体2,2のうちの左側の熱交換器構成体2における上下のヘッダパイプ3U,3Lの各端部3b,3bは、拡管端部3B,3Bとしてそれぞれ形成されており、これら左側のヘッダパイプ3U,3Lの各拡管端部3B,3Bと、右側の熱交換器構成体2における上下のヘッダパイプ3U,3Lの各端部3b,3bとが互いに嵌合するようになっている。
In this case, as shown in FIG. 2, the
この際、上記左側のヘッダパイプ3U,3Lにおける拡管端部3B,3Bの各内側嵌合面3c,3c及びこの拡管端部3B,3Bと嵌合する右側のヘッダパイプ3U,3Lにおける端部3b,3bの外側嵌合面3d,3dは、ろう付けで接合されるようになっている。
なお、図中における符号6は、熱交換器構成体2の左右端部に位置するフィン5を押さえるカバーである。
At this time, the
In addition, the code |
このような構成を成す熱交換器1では、上下のヘッダパイプ3U,3L間において多数のチューブ4が上下方向に沿ってそれぞれ配置されているので、従来の冷媒縦流れタイプの熱交換器と同様に、これら多数のチューブ4の各表面に生じる凝縮水の排除が促進されて、熱交換効率の低下が少なく抑えられることとなる。
In the
また、この熱交換器1において、2個の熱交換器構成体2,2を左右方向に並べて配置して成っているので、多数のチューブ4及びフィン5は、上下のヘッダパイプ3U,3Lとともにそれぞれ2組に区分けされ、熱交換器構成体2一つひとつが有するチューブ4の数は全体数に比べて半分になる。
Further, in this
つまり、熱交換器構成体2を製作するにあたっては、チューブ4及びフィン5の数量が全体数の半分になっている分だけ、長さ寸法の管理がし易いのに加えて、上下のヘッダパイプ3U,3Lに所定のピッチで形成するチューブ接続孔3aの孔開け作業が容易なものとなる。
That is, in manufacturing the
そして、このように製作が容易な熱交換器構成体2,2を左右方向に並べて配置して、上下のヘッダパイプ3U,3Lの互いに隣接する各端部同士3b,3bを嵌め合いにより接続すれば、熱交換器1の製造が完了するので、生産性が向上することとなる。
The
加えて、熱交換器1の製造に際して、ヘッダパイプ3U,3Lにろう付けで装着される別部品を使用したりしないので、部品点数の増加及びろう付け部分の増大を招くことがなく、熱による歪みの発生も回避されることとなる。
In addition, when the
また、この実施形態に係る熱交換器1では、図示左側の熱交換器構成体2における上下のヘッダパイプ3U,3Lの各端部3b,3bを拡管端部3B,3Bとしてそれぞれ形成し、これらの拡管端部3B,3Bと、図示右側の熱交換器構成体2における上下のヘッダパイプ3U,3Lの各端部3b,3bとを嵌合させるようにしているので、互いに隣接する上下のヘッダパイプ3U,3Lの双方にろう付けされるような別部品である連結部材を介在させる必要がなく、したがって、部品点数及び作業工程の増加が抑えられることとなり、作業工程を少なく抑え得る分だけ、生産性がより向上することとなる。
Further, in the
さらに、この実施形態に係る熱交換器1では、上記拡管端部3B,3Bの各内側嵌合面3c,3c及びこの拡管端部3B,3Bと嵌合する図示右側のヘッダパイプ3U,3Lにおける端部3b,3bの外側嵌合面3d,3dが、互いにろう付けで接合されるようになっているので、図外の炉内においてヘッダパイプ3U,3Lとチューブ4とをろう付けにより接続する際に、ヘッダパイプ3U,3Lの端部3B,3b同士のろう付けによる接続も同時に成されることとなり、加えて、拡管端部3Bの内側嵌合面3cと、拡管端部3Bと嵌合する端部3bの外側嵌合面3dとが密に接合することとなって、シール性の向上も図られることとなる。
Further, in the
上記した実施形態では、熱交換器1が2個の熱交換器構成体2,2を左右方向に並べて配置して成っている場合を説明したが、これに限定されるものではなく、熱交換器構成体2を3個以上並べる構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
また、上記した実施形態では、熱交換器構成体2のヘッダパイプ3U,3Lの長さ寸法が、チューブ4の長さ寸法とほぼ同等の場合を示したが、これに限定されるものではなく、ヘッダパイプ3U,3Lの長さ寸法をチューブ4の長さ寸法よりも小さく設定するようにしてもよい。
Moreover, although the length dimension of
さらに、上記した実施形態では、上記拡管端部3B,3Bの各内側嵌合面3c,3c及びこの拡管端部3B,3Bと嵌合する端部3b,3bの各外側嵌合面3d,3dの双方をろう付けで接合する構成としているが、この際、拡管端部3Bの内側嵌合面3c及びこの拡管端部3Bと嵌合する端部3bの外側嵌合面3dのうちの少なくともいずれかをろう付け材で形成することが望ましい。
Further, in the above-described embodiment, the inner fitting surfaces 3c, 3c of the pipe
さらにまた、本発明に係る熱交換器の構成は、上記した実施形態の構成に限定されるものではない。 Furthermore, the configuration of the heat exchanger according to the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment.
1 熱交換器
2 熱交換器構成体
3B 拡管端部(ヘッダパイプの端部)
3L 下側のヘッダパイプ
3U 上側のヘッダパイプ
3b ヘッダパイプの端部
3c 拡管端部の内側嵌合面
3d ヘッダパイプの端部の外側嵌合面
4 チューブ
5 フィン
DESCRIPTION OF
3L
Claims (4)
前記複数の熱交換器構成体は左右方向に並べて配置され、互いに隣接する前記熱交換器構成体における前記上側ヘッダパイプの各端部同士が嵌め合いにより接続されていると共に、前記下側ヘッダパイプの各端部同士が嵌め合いにより接続されている
ことを特徴とする熱交換器。 Upper and lower header pipes arranged along the left-right direction in a state of being parallel to each other, and a plurality of tubes arranged along the up-down direction between these header pipes and communicating with both the upper and lower header pipes A plurality of heat exchanger components having fins arranged between adjacent tubes,
The plurality of heat exchanger structures are arranged side by side in the left-right direction, and the ends of the upper header pipes in the heat exchanger structures adjacent to each other are connected by fitting, and the lower header pipe These heat exchangers are connected to each other by fitting.
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Legal Events
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140122 |