JP2014126339A - 熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷媒用チューブ16aおよび冷却水用チューブ43aのうち隣り合うチューブ16a、43a間に形成される空間は、外気が流通する外気用通路70aを形成しており、外気用通路70aには、冷媒用チューブ16aの外表面および冷却水用チューブ43aの外表面の少なくとも一方に接合されて、それぞれの流体間の熱移動を促進するアウターフィン50が配置されており、さらに、冷媒用チューブ16aおよび冷却水用チューブ43aの双方に接合されるアウターフィン50として、冷媒用チューブ16aの外気流れ方向の長さと冷却水用チューブ43aの外気流れ方向の長さが異なっていることによって冷媒用チューブ16aとの接合面積と冷却水用チューブ43aとの接合面積が異なっているものが設けられている。
【選択図】図6
Description
図1〜図9により、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態では、本発明の熱交換器70を、車両用空調装置1において車室内送風空気の温調を行うヒートポンプサイクル10に適用している。図1〜図3は、本第1実施形態の車両用空調装置1の全体構成図である。
暖房運転は、操作パネルの作動スイッチが投入(ON)された状態で、選択スイッチによって暖房運転モードが選択されると開始される。そして、暖房運転時に、着霜判定手段によって室外熱交換部16の着霜が生じていると判定された際には除霜運転が実行される。
次に、除霜運転について説明する。ここで、本実施形態のヒートポンプサイクル10のように、室外熱交換部16にて冷媒と外気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる冷凍サイクル装置では、室外熱交換部16における冷媒蒸発温度が着霜温度(具体的には、0℃)以下になってしまうと室外熱交換部16に着霜が生じるおそれがある。
冷房運転は、操作パネルの作動スイッチが投入(ON)された状態で、選択スイッチによって冷房運転モードが選択されると開始される。この冷房運転時には、空調制御装置が、開閉弁15aを開くとともに、三方弁15bを室外熱交換部16の出口側と冷房用固定絞り19の入口側とを接続する冷媒流路に切り替える。これにより、ヒートポンプサイクル10は、図3の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。
次に、本発明の第2実施形態について図10に基づいて説明する。本第2実施形態は、上記第1実施形態と比較して、冷媒用チューブ16aおよび冷却水用チューブ43aの構成が異なるものである。なお、図10は、第1実施形態の図6に対応する図面である。
次に、本発明の第3実施形態について図11に基づいて説明する。本第3実施形態は、上記第2実施形態と比較して、熱交換部の構成が異なるものである。なお、図11は、第1実施形態の図6に対応する図面である。
次に、本発明の第4実施形態について図12に基づいて説明する。本第4実施形態は、上記第3実施形態と比較して、冷却水用チューブ43aの長さおよび配置が異なるものである。なお、図12は、第1実施形態の図6に対応する図面である。
次に、本発明の第5実施形態について図13および図14に基づいて説明する。本第6実施形態は、上記第4実施形態と比較して、冷却水用チューブ43aの構成が異なるものである。なお、図13は、第1実施形態の図6に対応する図面である。
次に、本発明の第6実施形態について図15〜図20に基づいて説明する。本第7実施形態では、上記第2実施形態と比較して、中間プレート部材752を、2枚のプレート部材の積層構造とした点等が異なっている。
次に、本発明の第7実施形態について図21〜図23に基づいて説明する。本実施形態では、図21〜図23の全体構成図に示すように、第1実施形態に対して、ヒートポンプサイクル10および冷却水循環回路40の構成を変更した例を説明する。なお、図21〜図23では、ヒートポンプサイクル10における冷媒の流れを実線で示し、冷却水循環回路40における冷却水の流れを破線矢印で示している。
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
43a 冷却水用チューブ(第2チューブ)
50 アウターフィン
70a 外気通路(第3流体用通路)
71 上流側熱交換部
72 下流側熱交換部
700 熱交換部
Claims (10)
- 第1流体が流通する第1チューブ(16a)および第2流体が流通する第2チューブ(43a)のうち、少なくとも一方のチューブ(16a)を積層配置して構成されて、前記第1流体および前記第2流体のうち少なくとも一方と第3流体とを熱交換させる熱交換部(71、72、700)を備え、
前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)のうち隣り合うチューブ(16a、43a)間に形成される空間は、前記第3流体が流通する第3流体用通路(70a)を形成しており、
前記第3流体用通路(70a)には、前記第1チューブ(16a)の外表面および前記第2チューブ(43a)の外表面の少なくとも一方に接合されて、それぞれの流体間の熱移動を促進するアウターフィン(50)が配置されており、
さらに、前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)の双方に接合される前記アウターフィン(50)として、前記第1チューブ(16a)の前記第3流体流れ方向の長さと前記第2チューブ(43a)の前記第3流体流れ方向の長さが異なっていることによって前記第1チューブ(16a)との接合面積と前記第2チューブ(43a)との接合面積が異なっているものが設けられていることを特徴とする熱交換器。 - 第1流体が流通する第1チューブ(16a)および第2流体が流通する第2チューブ(43a)のうち、少なくとも一方のチューブ(16a)を積層配置して構成されて、前記第1流体および前記第2流体のうち少なくとも一方と第3流体とを熱交換させる熱交換部(71、72、700)を備え、
前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)のうち隣り合うチューブ(16a、43a)間に形成される空間は、前記第3流体が流通する第3流体用通路(70a)を形成しており、
前記第3流体用通路(70a)には、前記第1チューブ(16a)の外表面および前記第2チューブ(43a)の外表面の少なくとも一方に接合されて、それぞれの流体間の熱移動を促進するアウターフィン(50)が配置されており、
さらに、前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)の双方に接合される前記アウターフィン(50)として、前記第1チューブ(16a)の前記第3流体の流れ方向の配列数と前記第2チューブ(43a)の前記第3流体の流れ方向の配列数が異なっていることによって前記第1チューブ(16a)との接合面積と前記第2チューブ(43a)との接合面積が異なっているものが設けられていることを特徴とする熱交換器。 - 前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)のうち一方のチューブ(43a)の前記第3流体流れ最下流部は、他方のチューブ(16a)の前記第3流体流れ最下流部よりも、前記第3流体流れ上流側に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の熱交換器。
- 前記一方のチューブ(43a)には、前記第3流体流れ方向下流側に向かって突出するとともに、前記アウターフィン(50)と接触しない突出部(400)が形成されており、
前記他方のチューブ(16a)の前記第3流体流れ最下流部と前記突出部(400)の前記第3流体流れ最下流部が、同一平面上に位置付けられていることを特徴とする請求項3に記載の熱交換器。 - さらに、前記第3流体流れ方向に垂直な前記第1チューブ(16a)の厚みと、前記第3流体流れ方向に垂直な前記第2チューブ(43a)の厚みが異なっていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の熱交換器。
- さらに、前記第1チューブ(16a)の積層方向に延びて、前記第1チューブ(16a)を流通する前記第1流体の集合あるいは分配を行う第1流体空間(748)が形成された第1流体タンク部(74)と、
前記第2チューブ(43a)の積層方向に延びて、前記第2チューブ(43a)を流通する前記第2流体の集合あるいは分配を行う第2流体空間(731)が形成された第2流体タンク部(73)とを備え、
前記第1流体タンク部(74)および前記第2流体タンク部(73)は、
前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)の双方が固定されるヘッダプレート(751)と、
前記ヘッダプレート(751)に固定される第1中間プレート部材(851)および第2中間プレート部材(852)と、
前記ヘッダプレート(751)および前記第2中間プレート部材(852)に固定されることによって、その内部に前記第1流体空間(748)および前記第2流体空間(738)を形成するタンク形成部材(753)を有しており、
前記ヘッダプレート(751)、前記第1中間プレート部材(851)および前記第2中間プレート部材(852)には、それぞれ、内部を前記第1流体が流通する第1流体用貫通穴(751a、851a、852a)、および、内部を前記第2流体が流通する第2流体用貫通穴(751b、851b、852b)が形成されており、
前記第1流体用貫通穴(751a、851a、852a)を介して、前記第1チューブ(16a)と前記第1流体タンク部(74)内の前記第1流体空間(748)とが連通しており、
前記第2流体用貫通穴(751b、851b、852b)を介して、前記第2チューブ(43a)と前記第2流体タンク部(73)内の前記第2流体空間(738)とが連通しており、
前記第3流体の流れ方向から見たときに、前記第1チューブ(16a)と前記第2チューブ(43a)とが重合配置されておらず、
前記ヘッダプレート(751)、前記第1中間プレート部材(851)および前記第2中間プレート部材(852)のうち、互いに接合される板面の少なくとも1つには、前記第3流体の流れ方向に延びるプレート側溝部(801、802)が形成されており、
前記プレート側溝部(801、802)内に形成される溝内空間は、隣り合って配置される前記第1流体用貫通穴(751a、851a、852a)と前記第2流体用貫通穴(751b、851b、852b)との間の部位から前記第1流体タンク部(74)および前記第2流体タンク部(73)の外部にまで連続してつながっていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の熱交換器。 - 前記第2中間プレート部材(852)および前記タンク形成部材(753)の接合面には、前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)の積層方向に延びるタンク側溝部(803)が形成されており、
前記タンク側溝部(803)内に形成される溝内空間は、隣り合って配置される前記第1流体空間(748)と前記第2流体空間(738)との間の部位から前記第1流体タンク部(74)および前記第2流体タンク部(73)の外部にまで連続してつながっていることを特徴とする請求項6に記載の熱交換器。 - 前記第1中間プレート部材(851)および前記第2中間プレート部材(852)は、一体に形成されていることを特徴とする請求項6または7に記載の熱交換器。
- 前記第3流体の流れ方向に対して、単列の前記熱交換部(700)を有することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の熱交換器。
- 蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいて圧縮機吐出冷媒を放熱させる放熱器として用いられる熱交換器であって、
前記第1流体は、前記冷凍サイクルの冷媒であり、
前記第2流体は、外部熱源の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第3流体は、空気であることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の熱交換器。
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