JP2019190764A - Heat exchanger - Google Patents
Heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019190764A JP2019190764A JP2018085490A JP2018085490A JP2019190764A JP 2019190764 A JP2019190764 A JP 2019190764A JP 2018085490 A JP2018085490 A JP 2018085490A JP 2018085490 A JP2018085490 A JP 2018085490A JP 2019190764 A JP2019190764 A JP 2019190764A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- cooling water
- tank
- heat
- upstream
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger.
従来、チューブとフィンとが交互に積層された構造のコアと、これらチューブの両端が固定された2個のヘッダタンクと、を備える熱交換器が知られている。このような熱交換器において、コアを保護するための保護部材の両端がこれらヘッダタンクに固定されている例も知られている。この例では、保護部材が2つのヘッダタンクを拘束する拘束部材に相当する。 2. Description of the Related Art Conventionally, a heat exchanger including a core having a structure in which tubes and fins are alternately stacked and two header tanks to which both ends of these tubes are fixed is known. In such a heat exchanger, an example in which both ends of a protective member for protecting the core are fixed to these header tanks is also known. In this example, the protection member corresponds to a restraining member that restrains the two header tanks.
ここで、熱交換器において発生し得る熱歪みについて、熱交換器の一形態である車両用のヒータコアを例に挙げて説明する。熱交換器がヒータコアの場合、チューブ内に流れるエンジン冷却水とチューブの外面およびフィンに接して流れる空調用空気との間で熱交換が行われる。 Here, thermal distortion that may occur in the heat exchanger will be described by taking a heater core for a vehicle that is one form of the heat exchanger as an example. When the heat exchanger is a heater core, heat exchange is performed between the engine coolant flowing in the tube and the air-conditioning air flowing in contact with the outer surface of the tube and the fins.
近年、信号待ちなどの一時停止時にエンジンを一時停止する構成の車両、いわゆるアイドリングストップ車が普及している。この種の車両にあっては、エンジンの停止に伴ってヒータコアへの冷却水の循環も停止されるのが普通である。このような場合、エンジンの稼働と停止に伴ってヒータコアに流れる冷却水の通断が頻繁に繰り返される。 2. Description of the Related Art In recent years, vehicles having a configuration in which an engine is temporarily stopped at the time of a pause such as waiting for a signal, that is, a so-called idling stop vehicle has become widespread. In this type of vehicle, the circulation of the cooling water to the heater core is usually stopped as the engine is stopped. In such a case, the cooling water flowing through the heater core is frequently interrupted as the engine is started and stopped.
冷却水の通断の繰り返しにおいて、エンジンによって加温された冷却水がチューブに流入し始めるタイミングにおいて、エンジンによって加温された冷却水がチューブに流入し始めると、チューブの温度は急激に上昇する。このとき、保護部材は、内部を冷却水が流通することもなく、表面で冷却水と接触することもないので、チューブに比べて温度の上昇は遅い。その結果、2つのヘッダタンクを拘束している保護部材の膨張量と、チューブの膨張量に食い違いが生じ、チューブに熱歪みが生じる。 When the cooling water heated by the engine begins to flow into the tube at the repeated cooling water disconnection, the temperature of the tube rapidly increases when the cooling water heated by the engine begins to flow into the tube. . At this time, since the cooling member does not circulate through the inside of the protective member and does not come into contact with the cooling water on the surface, the temperature rise is slower than that of the tube. As a result, there is a discrepancy between the expansion amount of the protective member that restrains the two header tanks and the expansion amount of the tube, and thermal distortion occurs in the tube.
したがって、エンジンの稼働と停止とに伴ってヒータコアに流れる冷却水の通断が繰り返されることで、熱歪みが頻繁に発生する。これは、チューブの劣化を招く可能性がある。これに対して、保護部材の拘束力を緩和することでかかる熱歪みの緩和を図ることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, thermal distortion frequently occurs because the cooling water flowing through the heater core is repeatedly interrupted as the engine is started and stopped. This can lead to tube degradation. On the other hand, it has been proposed to reduce the thermal distortion by relaxing the restraining force of the protective member (see, for example, Patent Document 1).
しかし、特許文献1に開示される従来の技術は、チューブと保護部材との膨張量に大きな差が出た場合にチューブの熱歪みの緩和を図る技術であり、チューブと保護部材との膨張量に大きな差が出ること自体を抑えるものではない。 However, the conventional technique disclosed in Patent Document 1 is a technique for reducing the thermal strain of the tube when a large difference occurs in the expansion amount between the tube and the protection member, and the expansion amount between the tube and the protection member. It does not suppress the fact that there is a big difference.
なお、2つのヘッダタンクを拘束しかつ冷却水のチューブへの流入開始時に温度上昇速度がチューブよりも遅い拘束部材は、保護部材に限らない。 The restraining member that restrains the two header tanks and has a temperature rise rate slower than that of the tube at the start of inflow of the cooling water into the tube is not limited to the protective member.
本発明は上記点に鑑み、熱歪みの原因となるチューブと拘束部材の温度上昇速度の差を低減する熱交換器を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the heat exchanger which reduces the difference of the temperature rise rate of the tube which causes a thermal distortion, and a restraint member in view of the said point.
上記目的を達成するための請求項1に記載の発明は、熱媒流体と空気を熱交換させる熱交換器であって、当該熱交換器の外部から前記熱媒流体が流入する第1タンク(16、41、61)と、前記第1タンクに固定されて前記第1タンクから直接前記熱媒流体が流入する流入チューブ(11、21、31、51、71)と、前記流入チューブに固定されて前記流入チューブから直接前記熱媒流体が流入する第2タンク(17、42、62)と、
前記第1タンクから直接前記熱媒流体が流入せず、かつ、前記第1タンクと前記第2タンクに固定されることで前記第1タンクおよび前記第2タンクを拘束する拘束部材(15、52、72)と、を備え、前記流入チューブの延伸方向に沿って前記流入チューブの両端から等距離のチューブ中央部分(11c、21c、31c、51c、71c)よりも前記第1タンクに近い側がチューブ上流部分(11u、21u、31u、51u、71u)であり、前記流入チューブの延伸方向に沿って前記チューブ中央部分よりも前記第2タンクに近い側がチューブ下流部分(11d、21d、31d、51d、71d)であり、前記チューブ上流部分に接する上流側隣接部材(12u、55u、75u)と前記チューブ上流部分とから成る上流側容量形成部(Xu)の熱容量は、前記チューブ下流部分に接する下流側隣接部材(12d、55d、75d)と前記チューブ下流部分とから成る下流側容量形成部(Xd)の熱容量よりも大きい、熱交換器である。
The invention described in claim 1 for achieving the above object is a heat exchanger for exchanging heat between the heat transfer fluid and air, wherein the heat transfer fluid flows in from the outside of the heat exchanger. 16, 41, 61), an inflow tube (11, 21, 31, 51, 71) that is fixed to the first tank and into which the heat transfer fluid flows directly from the first tank, and is fixed to the inflow tube A second tank (17, 42, 62) into which the heat transfer fluid flows directly from the inflow tube;
The heat transfer fluid does not flow directly from the first tank and is fixed to the first tank and the second tank so as to restrain the first tank and the second tank (15, 52). 72), and the tube closer to the first tank than the tube central portion (11c, 21c, 31c, 51c, 71c) equidistant from both ends of the inflow tube along the extending direction of the inflow tube The upstream portion (11u, 21u, 31u, 51u, 71u), and the tube downstream portion (11d, 21d, 31d, 51d, 71d), an upstream capacity comprising an upstream adjacent member (12u, 55u, 75u) in contact with the tube upstream portion and the tube upstream portion The heat capacity of the forming section (Xu) is larger than the heat capacity of the downstream capacity forming section (Xd) composed of the downstream adjacent members (12d, 55d, 75d) in contact with the tube downstream section and the tube downstream section, It is a vessel.
このように、上流側容量形成部の熱容量が下流側容量形成部の熱容量よりも大きいので、加熱された熱媒流体が流入チューブに流入し始める際に、チューブ上流部分内の熱媒流体から上流側容量形成部に比較的多量の熱が奪われる。この結果、加熱された熱媒流体が流入チューブに流入し始める際の、チューブ上流部分およびチューブ下流部分の温度の上昇速度と、拘束部材の温度の上昇速度との差が、抑えられる。したがって、流入チューブの熱歪みが軽減される。 Thus, since the heat capacity of the upstream capacity forming portion is larger than the heat capacity of the downstream capacity forming portion, when the heated heat medium fluid starts to flow into the inflow tube, it is upstream from the heat medium fluid in the upstream portion of the tube. A relatively large amount of heat is lost to the side capacitance forming portion. As a result, the difference between the temperature increase rate of the tube upstream portion and the tube downstream portion and the temperature increase rate of the restraining member when the heated heat transfer fluid starts to flow into the inflow tube is suppressed. Therefore, the thermal distortion of the inflow tube is reduced.
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 Reference numerals in parentheses attached to each component and the like indicate an example of a correspondence relationship between the component and the like and specific components described in the embodiments described later.
以下、複数の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, a plurality of embodiments will be described. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る熱交換器10は車両のエンジン1に接続されて、エンジン1の熱によって加温された冷却水(熱媒流体に該当)と空調用空気との熱交換に使用される。空調用空気は、車両用空調装置から車両の車室内に吹き出される空気である。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the
熱交換器10は、複数本の偏平チューブ11と複数本のコルゲートフィン12とを1本ずつ交互に積層し、更にその積層方向の両端に保護部材15が配置されたた構造のコア14を備えている。以下、偏平チューブ11の積層方向を単に積層方向という。
The
各偏平チューブ11は、その内部に冷却水が流通する流路が形成された管状部材である。各偏平チューブ11は、偏平形状をなしており、偏平チューブ11が伸びる延伸方向(すなわち長手方向)に直交する断面形状が角丸長方形形状となる。偏平チューブ11の延伸方向と積層方向とは直交する。偏平チューブ11の延伸方向にも積層方向にも直交する方向を短手方向という。この短手方向にコア14を通過する空気が流れる。複数本の偏平チューブ11の各々が流入チューブに相当する。以下、偏平チューブ11の延伸方向を、単に延伸方向という。
Each
複数本のコルゲートフィン12の各々は、偏平チューブ11の外部において熱交換器10を通過する空調空気と直接接触するアウターフィンである。複数本のコルゲートフィン12によって、空調空気との伝熱面積が増大し、空調空気と冷却水との熱交換を促進する。本実施形態の各コルゲートフィン12は、延伸方向に波状に伸びる。すなわち、各コルゲートフィン12は、延伸方向に伸びながら積層方向に蛇行する。
Each of the plurality of
複数のコルゲートフィン12のうち、積層方向の両端以外のコルゲートフィン12の各々は、複数本の偏平チューブ11のうち隣り合う2本の偏平チューブ11の間に1本ずつ挟まれている。各コルゲートフィン12は、当該コルゲートフィン12に隣り合うすべての偏平チューブ11に接合されている。
Among the plurality of
また、複数のコルゲートフィン12のうち、積層方向の両端のコルゲートフィン12の各々は、複数の偏平チューブ11のうち積層方向の最も外側にある偏平チューブ11のみならず、隣り合う保護部材15にも接合される。
Further, among the plurality of
複数本の偏平チューブ11および複数本のコルゲートフィン12は、熱伝導率や耐食性等に優れた金属(例えば、アルミニウム合金)で構成されている。
The plurality of
2個の保護部材15は、積層方向の両端に配された2本のコルゲートフィン12の外側に沿って、当該コルゲートフィン12に接して配されている。保護部材15の各々は、隣接するコルゲートフィン12を含むコア14を保護するための部材である。これら保護部材15は、アルミニウム合金等の金属で構成されている。
The two
これら偏平チューブ11、コルゲートフィン12および保護部材15は、相互にろう付けされて一体化されている。例えば、各保護部材15は、隣接するコルゲートフィン12にろう付けで固定されると共に、一方の端部においてヘッダタンク16にろう付けで固定され、他方の端部においてヘッダタンク17にろう付けで固定される。したがって、保護部材15はヘッダタンク16とヘッダタンク17を拘束する拘束部材に対応する。ヘッダタンク16は第1タンクに相当し、ヘッダタンク17は第2タンクに相当する。
The
また、各偏平チューブ11は、隣接するすべてのコルゲートフィン12にろう付けで固定されると共に、一方の端部においてヘッダタンク16にろう付けで固定され、他方の端部においてヘッダタンク17にろう付けで固定される。
Each
各偏平チューブ11の開口端はヘッダタンク16、17の内部空間に連通している。各ヘッダタンク16、17にはノズル18が取り付けられている。ヘッダタンク16に取り付けられたノズル18には冷却水配管2が接続されている。ヘッダタンク17に取り付けられたノズル18には冷却水配管3が接続されている。ヘッダタンク16、17はそれぞれ、冷却水配管2、3を介してエンジン1の不図示の冷却水回路に接続されている。また、冷却水配管2にはポンプ4が組み込まれている。ヘッダタンク16が第1タンクに相当し、ヘッダタンク17が第2タンクに相当する。
The open end of each
ポンプ4を稼働させると、エンジン1によって暖められた冷却水が、冷却水配管2を通ってヘッダタンク16に送り込まれる。ヘッダタンク16に送り込まれた冷却水は、ヘッダタンク16内から直接複数本の偏平チューブ11内に分岐して流れ込む。複数本の偏平チューブ11内を冷却水が流れることで、空調用空気と冷却水が偏平チューブ11およびコルゲートフィン12を介して熱交換し、空調用空気が暖められる。複数本の偏平チューブ11を流れた冷却水は、当該偏平チューブ11の内部から直接ヘッダタンク17の内部に流れ込んで合流し、ヘッダタンク17から冷却水配管3を通ってエンジン1の冷却水回路へと戻る。
When the pump 4 is operated, the cooling water heated by the engine 1 is sent to the
図1に示し、また図2に拡大して示すように、複数本のコルゲートフィン12のうち、積層方向の両端にある2つのコルゲートフィン12は、フィンピッチが延伸方向の全長にわたって一定である。一方、積層方向の両端以外のコルゲートフィン12は、ヘッダタンク16付近の冷却水流れ上流側の端部においては、短ピッチ部19が形成されている。
As shown in FIG. 1 and enlarged in FIG. 2, among the plurality of
積層方向の両端以外のコルゲートフィン12の各々において、短ピッチ部19は、当該コルゲートフィン12における延伸方向の両端から等距離のフィン中央部分12cよりも上流側のフィン上流部分12uに配置されている。ここで、コルゲートフィン12における上流側、下流側とは、隣り合う偏平チューブ11内の冷却水流れ上流側、下流側と同じである。
In each of the
短ピッチ部19は、同じコルゲートフィン12に属する他のどの部分よりも、フィンピッチが短い。ここで、あるコルゲートフィン12のフィンピッチとは、当該コルゲートフィン12のうち隣の同じ偏平チューブ11に接して曲がっている複数の曲がり部の、延伸方向における間隔をいう。フィン上流部分12uにおいても、短ピッチ部19以外の部分は、短ピッチ部19よりもフィンピッチが長い。
The
また、同じコルゲートフィン12におけるフィン中央部分12cよりも下流側のフィン下流部分12dでは、すべての部分において、短ピッチ部19よりもフィンピッチが長い。
Further, in the fin
短ピッチ部19ではフィンピッチが他の部分よりも短い。したがって、延伸方向の単位長さ当たりのコルゲートフィン12の質量は、短ピッチ部19において最も大きくなっている。この質量の増加分だけ、短ピッチ部19において延伸方向の単位長さ当たりの熱容量が大きい。
In the
コルゲートフィン12の熱容量は、そのコルゲートフィン12に隣り合う偏平チューブ11の内部に流入した冷却水による偏平チューブ11の温度上昇に大きな影響を与える。
The heat capacity of the
それと共に、偏平チューブ11の熱容量も、当該偏平チューブ11の内部に流入した冷却水による当該偏平チューブ11の温度上昇に大きな影響を与える。
At the same time, the heat capacity of the
したがって、ある偏平チューブ11と、その偏平チューブ11に隣り合って直接接触するすべてのコルゲートフィン12は、全体として、当該偏平チューブ11の温度上昇に影響を及ぼす1つの容量形成部Xを構成する。
Therefore, a certain
したがって、コア14には、偏平チューブ11の数だけ、容量形成部Xがある。2つの偏平チューブ11が同じ1つのコルゲートフィン12に接している場合があるので、2つの容量形成部Xが互いに同じコルゲートフィン12を含む場合もある。
Therefore, the
1つの容量形成部Xのうち、チューブ上流部分11uとフィン上流部分12uとが、上流側容量形成部Xuを構成する。また、1つの容量形成部Xのうち、チューブ下流部分11dとフィン下流部分12dとが、下流側容量形成部Xdを構成する。
フィン上流部分12uは、偏平チューブ11以外でチューブ上流部分11uに接する上流側隣接部材である。フィン下流部分12dは、偏平チューブ11以外でチューブ下流部分11dに接する下流側隣接部材である。
Of the single capacity forming portion X, the tube
The fin
上流側容量形成部Xuの熱容量は、下流側容量形成部Xdの熱容量よりも高い。ここで、ある偏平チューブ11のチューブ上流部分11uは、当該偏平チューブ11における延伸方向の両端から等距離のチューブ中央部分11cよりも冷却水流れ上流側の部分をいう。また、当該偏平チューブ11のチューブ下流部分11dは、当該チューブ中央部分11cよりも冷却水流れ下流側の部分をいう。
The heat capacity of the upstream capacity forming unit Xu is higher than the heat capacity of the downstream capacity forming unit Xd. Here, the tube
次に、熱交換器10の作動について説明する。エンジン1が稼働し、併せてポンプ4も稼働すると、エンジン1によって加温された冷却水がヘッダタンク16に送り込まれる。冷却水は、ヘッダタンク16からコア14の偏平チューブ11に流入し、これらを通ってヘッダタンク17に流れ込む。冷却水が偏平チューブ11を通過する際に、偏平チューブ11の外面およびコルゲートフィン12の外面に接して流れる空調用空気と冷却水との間に熱交換が行われる。すなわち、空調用空気は暖められ冷却水は冷やされる。この空調用空気は、不図示の車両用空調装置によって車室内に吹き出されることで、車室内を暖房する。
Next, the operation of the
ここで、熱交換器10において発生し得る熱歪みについて説明する。近年、信号待ちなどの一時停止時にエンジンを一時停止する構成の車両、いわゆるアイドリングストップ車両が普及している。本実施形態の熱交換器10が搭載されるのも、アイドリングストップ車両である。
Here, thermal distortion that may occur in the
アイドリングストップ車両にあっては、エンジン1の停止に伴って熱交換器10への冷却水の循環も停止されるのが普通である。このような場合、エンジン1の稼働と停止とに伴って熱交換器10に流れる冷却水の通断が頻繁に繰り返される。
In the idling stop vehicle, the circulation of the cooling water to the
冷却水の通断の繰り返しにおいて、エンジン1によって加温された冷却水が偏平チューブ11に流入し始めるタイミングで、偏平チューブ11の温度は、本実施形態と違って何も対策しなければ、急激に上昇する。このとき、保護部材15は、内部を冷却水が流通することもなく、表面で冷却水と接触することもないので、偏平チューブ11に比べて温度の上昇は遅い。その結果、本実施形態と違って容量形成部Xの熱容量が延伸方向に沿って一定であれば、ヘッダタンク16、17を拘束している保護部材15の膨張量と、偏平チューブ11の膨張量に大きな食い違いが生じる。この膨張量の食い違いが、偏平チューブ11の熱歪みを発生させる。
If the cooling water heated by the engine 1 begins to flow into the
したがって、本実施形態と違って容量形成部Xの熱容量が延伸方向に沿って一定であれば、エンジン1の稼働と停止に伴ってヒータコアに流れる冷却水の通断が繰り返されることで、熱歪みが頻繁に発生する。これは、偏平チューブ11の劣化を早く招く可能性がある。
Accordingly, unlike the present embodiment, if the heat capacity of the capacity forming portion X is constant along the extending direction, the thermal distortion is caused by repeated disconnection of the cooling water flowing through the heater core as the engine 1 is operated and stopped. Frequently occurs. This may cause deterioration of the
なお、ヘッダタンク16から偏平チューブ11に冷却水が流入し始めた際、積層方向の両端にあるコルゲートフィン12に隣接する偏平チューブ11は、当該偏平チューブ11に隣接するコルゲートフィン12を介して保護部材15にまで熱を伝導させる。したがって、ヘッダタンク16から偏平チューブ11に冷却水が流入し始めた際に、両端の偏平チューブ11は他の偏平チューブ11よりも温度上昇が遅れる。したがって、両端の偏平チューブ11については、元々、偏平チューブ11の熱歪みに対する寄与は少ない。
When the cooling water starts to flow into the
本実施形態では、偏平チューブ11に昇温遅延手段としての短ピッチ部19が接している。上述の通り短ピッチ部19は熱容量が大きいから、偏平チューブ11の温度上昇速度を抑制することができる。それにより、偏平チューブ11と保護部材15との間で温度上昇速度の差が大きくなるのを抑制できる。
In this embodiment, the
具体的には、エンジン1が停止した後に停止し続けている間は、ポンプ4も停止しており、熱交換器10内を冷却水が流通しない。その間は、各偏平チューブ11内の冷却水は徐々に冷えていく。
Specifically, while the engine 1 is stopped after being stopped, the pump 4 is also stopped, and the cooling water does not flow through the
エンジン1が再始動すると、ポンプ4も作動を再開し、エンジン1で加熱された冷却水がポンプ4に圧送され始める。すると、エンジン1で加熱されて高温になった冷却水が、冷却水配管2からノズル18を介してヘッダタンク16に流入し始める。更に、ヘッダタンク16から複数本の偏平チューブ11の各々に、高温の冷却水が流入し始める。
When the engine 1 restarts, the pump 4 also resumes operation, and the cooling water heated by the engine 1 begins to be pumped to the pump 4. Then, the cooling water heated to a high temperature by the engine 1 starts to flow into the
このとき、各偏平チューブ11に流入した高温の冷却水は、流入後すぐに、当該偏平チューブ11に隣り合うコルゲートフィン12の短ピッチ部19に熱伝導により熱を奪われる。短ピッチ部19は熱容量が大きいので、冷却水から短ピッチ部19に奪われる熱量も大きい。したがって、偏平チューブ11の温度上昇速度を抑制することができる。
At this time, the high-temperature cooling water that has flowed into each of the
特に、積層方向の両端以外の偏平チューブ11については、接する2つのコルゲートフィン12の両方に短ピッチ部19が設けられている。したがって、加熱された冷却水が当該偏平チューブ11に流入し始める際の温度上昇速度の抑制効果が高い。
In particular, for the
これに比べ、積層方向の両端の偏平チューブ11については、接する2つのコルゲートフィン12のうち、保護部材15に接しない方のコルゲートフィン12にのみ短ピッチ部19が設けられている。保護部材15に接する方のコルゲートフィン12には、短ピッチ部19が設けられず、延伸方向に沿ってフィンピッチが一定である。
Compared to this, for the
このようにする理由の1つは、積層方向の両端の偏平チューブ11については、1つのコルゲートフィン12のみを介して保護部材15に繋がっているので保護部材15に熱が逃げやすく、短ピッチ部19を両側に設ける必要性が乏しいからである。
One reason for this is that the
もう1つの理由は、保護部材15に接するコルゲートフィン12に短ピッチ部19があると、保護部材15から当該コルゲートフィン12に熱が逃げやすくなるからである。そのようになると、加熱された冷却水が当該偏平チューブ11に流入し始める際の保護部材15の温度上昇が遅れ、偏平チューブ11の温度上昇と保護部材15の温度上昇との差を広げる要因になる可能性がある。
Another reason is that if the
したがって、加熱された冷却水が当該偏平チューブ11に流入し始める際の温度上昇速度の抑制効果は、積層方向の両端の偏平チューブ11については、他の偏平チューブ11よりも低い。
Therefore, the effect of suppressing the rate of temperature rise when the heated cooling water starts to flow into the
なお、積層方向の両端の偏平チューブ11の各々にも、1つの短ピッチ部19が接しているので、加熱された冷却水が当該偏平チューブ11に流入し始める際に、この短ピッチ部19が当該偏平チューブ11の温度上昇速度の抑制にある程度寄与する。
In addition, since one
なお、加熱された冷却水が当該偏平チューブ11に流入し始める際、複数本の偏平チューブ11のうち最も温度上昇が早いのは、ヘッダタンク16に接続したノズル18から2番目に近い偏平チューブ11である。これは、当該ノズル18に近い偏平チューブ11ほど高温の冷却水が多く流れ込み易いけれども、当該ノズル18に最も近い偏平チューブ11では、上述の通り、保護部材15に容易に熱が逃げるのからである。
When the heated cooling water starts to flow into the
この、当該ノズル18から2番目に近い偏平チューブ11も、積層方向の両側に短ピッチ部19があるので、当該偏平チューブ11の温度上昇速度の抑制効果は高い。
Since the
このように、複数本の偏平チューブ11と保護部材15の熱膨張による伸び量の差が抑えられ、熱歪みが抑制される。
Thus, the difference in elongation due to thermal expansion between the plurality of
しかも、短ピッチ部19は、偏平チューブ11に冷却水が流入するヘッダタンク16側の端部に配されている。偏平チューブ11のヘッダタンク16側の端部は偏平チューブ11において、冷却水の温度が最も高温な部分である。こうした部分に短ピッチ部19を配すると、偏平チューブ11の温度上昇を遅延させるという、短ピッチ部19の作用効果が良好となる。
And the
偏平チューブ11のうち短ピッチ部19と接する部分を通過した冷却水は、既に短ピッチ部19に熱を奪われているため、温度が大幅に低くなっている。したがって、偏平チューブ11のうち、短ピッチ部19と接触している部分よりも下流の部分における温度上昇速度も抑えられる。
The cooling water that has passed through the portion of the
以上説明した通り、上流側容量形成部Xuの熱容量は下流側容量形成部Xdの熱容量よりも大きい。したがって、加熱された冷媒が流入チューブに流入し始める際に、チューブ上流部分11u内の冷却水から上流側容量形成部Xuに比較的多量の熱が奪われる。この結果、加熱された冷却水が偏平チューブ11に流入し始める際の、チューブ上流部分11uおよびチューブ下流部分11dの温度の上昇速度と、保護部材15の温度の上昇速度との差が、抑えられる。したがって、偏平チューブ11の熱歪みが軽減される。
As described above, the heat capacity of the upstream capacity forming portion Xu is larger than the heat capacity of the downstream capacity forming portion Xd. Therefore, when the heated refrigerant starts to flow into the inflow tube, a relatively large amount of heat is taken from the cooling water in the tube
また、保護部材15は、複数本の偏平チューブ11に沿って延伸方向に伸びる。このように、保護部材15が偏平チューブ11に沿って延伸方向に伸びる場合、偏平チューブ11の温度上昇速度と拘束部材の温度上昇速度との乖離が特に問題となる。偏平チューブ11と保護部材15の膨張量の違いが偏平チューブ11の変形に顕著に影響を与えるからである。したがって、保護部材15が偏平チューブ11に沿って延伸方向に伸びる場合に、上流側容量形成部Xuの熱容量が下流側容量形成部Xdの熱容量よりも大きいことで、熱歪みの軽減効果がより顕著になる。
The
また、上流側容量形成部Xuは、延伸方向に沿った単位長さ当たりの熱容量が下流側容量形成部Xdのどの部分よりも大きい。このようになっていることで、下流側容量形成部Xdに単位長さ当たりの熱容量のピークが存在する場合に比べて、より効率よく熱歪みの軽減効果を得ることができる。 Further, the upstream capacity forming portion Xu has a larger heat capacity per unit length along the extending direction than any portion of the downstream capacity forming portion Xd. As a result, the effect of reducing thermal distortion can be obtained more efficiently than when the downstream capacity forming portion Xd has a peak of heat capacity per unit length.
また、積層方向両端のコルゲートフィン12以外のコルゲートフィン12の各々において、フィン上流部分12uは、フィンピッチが当該コルゲートフィン12の他のどの部分よりも短い短ピッチ部19を含む
このように、元々熱交換のために設けられているコルゲートフィン12の構造を利用して熱歪みを軽減することで、部品点数の増大を抑えることができる。
Further, in each of the
また、積層方向の両端以外の偏平チューブ11と保護部材15との間には、ヘッダタンク16から直接冷却水が流入する他のチューブ(すなわち、積層方向の両端の偏平チューブ11)が配置されている。
Further, between the
本実施形態のように、コア14を保護する保護部材15が拘束部材となっている場合、当該保護部材15と偏平チューブ11の間に他のチューブが介在する方が、熱歪みの軽減効果が高い。これは、当該保護部材15と偏平チューブ11の間に他のチューブが介在する場合は、当該偏平チューブ11から当該保護部材15に熱が移動し難いからである。
When the
(第2実施形態)
次に第2実施形態について、図3を参照して説明する。本実施形態の熱交換器10は、第1実施形態に対して、複数の偏平チューブ11が同数の偏平チューブ21に置き換え、さらに、複数のコルゲートフィン12が同数のコルゲートフィン22に置き換えられている。それ以外の熱交換器10の構成は、第1実施形態と同じである。以下、偏平チューブ21が伸びる延伸方向(すなわち、長手方向)を、単に延伸方向という。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the
コルゲートフィン22の各々は、第1実施形態のコルゲートフィン12のうち積層方向の両端のコルゲートフィン12と同じ形状および材質となっている。
Each of the
つまり、コルゲートフィン22の各々は、偏平チューブ21の延伸方向のフィンピッチが一定である。どのコルゲートフィン22も短ピッチ部19を有さない。
That is, each
また、複数本の偏平チューブ21の各々は、図3に示すように、ヘッダタンク16付近の冷却水流れ上流側の端部のみにおいて厚肉部23が形成されている。
In addition, as shown in FIG. 3, each of the plurality of flat tubes 21 is formed with a
各厚肉部23は、当該厚肉部23が属する偏平チューブ21における延伸方向の両端から等距離のチューブ中央部分21cよりも上流側のチューブ上流部分21uに配置されている。
Each
厚肉部23は、同じ偏平チューブ21に属する他のどの部分よりも、肉厚が厚い部分である。図3に示すように、厚肉部23は、冷却水流れ下流から上流側に向かって肉厚が増大するように形成されている。このような形状の厚肉部23は、偏平チューブ21の下端を、偏平チューブ21の長手方向に沿って押圧することで塑性変形させることにより、形成される。
The
なお、厚肉部23は、延伸方向に直交する各断面において、冷却水を取り巻く全周において、肉厚が同じであってもよいし、同じでなくてもよい。具体的には、厚肉部23のうち積層方向の両側でコルゲートフィン22に対向する面の肉厚は、同じ偏平チューブ21に属する他のどの部分よりも、肉厚が厚い。このことは、積層方向の両端の偏平チューブ21においても、その他の偏平チューブ21においても、同じである。
In addition, in each cross section orthogonal to the extending direction, the
したがって、積層方向の両端の偏平チューブ21の各々においても、厚肉部23のうち積層方向の両側でコルゲートフィン22に対向する面の肉厚は、同じ偏平チューブ21に属する他のどの部分よりも、肉厚が厚い。このようになっていても、加熱された冷却水が当該偏平チューブ21に流入し始める際に、保護部材15から厚肉部23に熱が逃げて保護部材15の温度上昇速度が低下してしまう可能性が小さい。これは、積層方向の両端の偏平チューブ21と、保護部材15との間には、コルゲートフィン22が存在しているからである。
Therefore, also in each of the flat tubes 21 at both ends in the stacking direction, the thickness of the surface of the
チューブ上流部分21uにおいても、厚肉部23以外の部分は、厚肉部23より肉厚が薄い。また、同じ偏平チューブ21におけるチューブ中央部分21cよりも下流側のチューブ下流部分21dでは、すべての部分において、厚肉部23よりも肉厚が薄い。
Also in the tube
なお、延伸方向におけるある位置における偏平チューブ21の肉厚は、その位置における延伸方向に直交する断面中で当該偏平チューブ21が占める面積が大きいほど大きい。 Note that the thickness of the flat tube 21 at a certain position in the extending direction is larger as the area occupied by the flat tube 21 is larger in the cross section orthogonal to the extending direction at that position.
したがって、延伸方向の単位長さ当たりの偏平チューブ21の質量は、厚肉部23において最も大きくなっている。この質量の増加分だけ、厚肉部23において延伸方向の単位長さ当たりの熱容量が大きい。
Therefore, the mass of the flat tube 21 per unit length in the extending direction is the largest in the
偏平チューブ21の熱容量は、当該偏平チューブ21の内部に流入した冷却水による当該偏平チューブ21の温度上昇に大きな影響を与える。 The heat capacity of the flat tube 21 greatly affects the temperature rise of the flat tube 21 due to the cooling water flowing into the flat tube 21.
それと共に、コルゲートフィン22の熱容量も、そのコルゲートフィン22に隣り合う偏平チューブ21の内部に流入した冷却水による偏平チューブ21の温度上昇に大きな影響を与える。
At the same time, the heat capacity of the
したがって、ある偏平チューブ21と、その偏平チューブ21に隣り合って直接接触するすべてのコルゲートフィン22は、全体として、当該偏平チューブ21の温度上昇に影響を及ぼす1つの容量形成部Xを構成する。
Therefore, a certain flat tube 21 and all the
したがって、コア14には、偏平チューブ21の数だけ、容量形成部Xがある。2つの偏平チューブ21が同じ1つのコルゲートフィン22に接している場合があるので、2つの容量形成部Xが互いに同じコルゲートフィン22を含む場合もある。
Therefore, the
ある偏平チューブ21とそれに隣り合うすべてのコルゲートフィン22を含む1つの容量形成部Xのうち、チューブ上流部分21uと、当該コルゲートフィン22のうちチューブ上流部分21uに接続する部分(すなわち上流側隣接部材)とが、上流側容量形成部Xuを構成する。また、当該1つの容量形成部Xのうち、チューブ下流部分21dと、当該コルゲートフィン22のうちチューブ下流部分21dに接続する部分(すなわち下流側隣接部材)とが、下流側容量形成部Xdを構成する。上流側容量形成部Xuの熱容量は、下流側容量形成部Xdの熱容量よりも高い。
Of one capacity forming portion X including a certain flat tube 21 and all
上述の通り、厚肉部23は、偏平チューブ21の下端を、偏平チューブ21の長手方向に沿って押圧することで塑性変形させることにより、形成される。このように形成すると、偏平チューブ21の端部を折り曲げる等の加工を行う場合に比べ、厚肉部23の延伸方向の長さを短くすることができる。その結果、偏平チューブ21に接続するコルゲートフィン22のヘッダタンク16側端部は、厚肉部23よりも延伸方向のヘッダタンク17側に配置されている。
As described above, the
このようになっていることで、厚肉部23が存在することで、偏平チューブ21とコルゲートフィン22の組み付け時に、コルゲートフィン22が厚肉部23に当接して座屈してしまう可能性が低減される。
In this way, the presence of the
また、下端部を押圧して塑性変形させるという、比較的単純な作業で厚肉部23を形成できるという利点がある。
Moreover, there exists an advantage that the
以上の通り、本実施形態では、偏平チューブ21に昇温遅延手段としての厚肉部23が形成されている。上述の通り厚肉部23は熱容量が大きいから、偏平チューブ21の温度上昇速度を抑制することができる。それにより、偏平チューブ21と保護部材15との間で温度上昇速度の差が大きくなるのを抑制できる。
As described above, in the present embodiment, the flat tube 21 is formed with the
具体的には、エンジン1が停止後しばらくして再始動すると、ポンプ4も作動を再開し、エンジン1で加熱された冷却水がポンプ4に圧送され始める。すると、エンジン1で加熱されて高温になった冷却水が、冷却水配管2からノズル18を介してヘッダタンク16に流入し始める。更に、ヘッダタンク16から複数本の偏平チューブ21の各々に、高温の冷却水が流入し始める。
Specifically, when the engine 1 is restarted for a while after the stop, the pump 4 also resumes operation, and the cooling water heated by the engine 1 starts to be pumped to the pump 4. Then, the cooling water heated to a high temperature by the engine 1 starts to flow into the
このとき、各偏平チューブ21に流入した高温の冷却水は、流入後すぐに、当該偏平チューブ21の厚肉部23に熱伝導により熱を奪われる。厚肉部23は熱容量が大きいので、冷却水から厚肉部23に奪われる熱量も大きい。したがって、偏平チューブ21の温度上昇速度を抑制することができる。
At this time, the high-temperature cooling water that has flowed into each flat tube 21 is deprived of heat by heat conduction to the
以上のような厚肉部23の存在により、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Due to the presence of the
また、偏平チューブ21内を流れる冷却水に最も近い位置にある偏平チューブ21自体の形状を利用して熱歪みを軽減することで、熱交換器10の部品点数の増大を抑えることができると共に、偏平チューブ21の温度上昇速度の低減効果が高まる。
In addition, by reducing the thermal distortion by using the shape of the flat tube 21 itself that is closest to the cooling water flowing in the flat tube 21, it is possible to suppress an increase in the number of parts of the
(第3実施形態)
次に第3実施形態について、図4を参照して説明する。本実施形態の熱交換器10は、第2実施形態に対して、複数の偏平チューブ21が同数の偏平チューブ31に置き換えられている。それ以外の熱交換器10の構成は、第2実施形態と同じである。以下、偏平チューブ31が伸びる延伸方向(すなわち、長手方向)を、単に延伸方向という。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In the
本実施形態の複数本の偏平チューブ31の各々は、図4に示すように、ヘッダタンク16付近の冷却水流れ上流側の端部のみにおいて、厚肉部23に代えて厚肉部33が形成されている。
As shown in FIG. 4, each of the plurality of
各厚肉部33は、当該厚肉部33が属する偏平チューブ31における延伸方向の両端から等距離のチューブ中央部分31cよりも上流側のチューブ上流部分31uに配置されている。
Each
厚肉部33は、同じ偏平チューブ31に属する他のどの部分よりも、肉厚が厚い部分である。図4に示すように、厚肉部33は、冷却水流れ下流から上流側に向かって2枚の板が重なって肉厚が一定になるように形成されている。このような形状の厚肉部33は、偏平チューブ21の下端を折り曲げ加工することにより、形成される。
The
また、具体的には、厚肉部23のうち積層方向の両側でコルゲートフィン22に対向する面の肉厚は、同じ偏平チューブ31に属する他のどの部分よりも、肉厚が厚い。このことは、積層方向の両端の偏平チューブ31においても、その他の偏平チューブ31においても、同じである。
Specifically, the thickness of the surface of the
チューブ上流部分31uにおいても、厚肉部33以外の部分は、厚肉部33より肉厚が薄い。また、同じ偏平チューブ31におけるチューブ中央部分31cよりも下流側のチューブ下流部分31dでは、すべての部分において、厚肉部23よりも肉厚が薄い。
Also in the tube upstream portion 31 u, portions other than the
なお、延伸方向におけるある位置における偏平チューブ31の肉厚は、その位置における延伸方向に直交する断面中で当該偏平チューブ31が占める面積が大きいほど大きい。
Note that the thickness of the
したがって、延伸方向の単位長さ当たりの偏平チューブ31の質量は、厚肉部33において最も大きくなっている。この質量の増加分だけ、厚肉部33において延伸方向の単位長さ当たりの熱容量が大きい。
Therefore, the mass of the
また、ある偏平チューブ31と、その偏平チューブ31に隣り合って直接接触するすべてのコルゲートフィン22は、全体として、当該偏平チューブ31の温度上昇に影響を及ぼす1つの容量形成部Xを構成する。したがって、コア14には、偏平チューブ31の数だけ、容量形成部Xがある。
In addition, a certain
ある偏平チューブ31とそれに隣り合うすべてのコルゲートフィン22を含む1つの容量形成部Xのうち、チューブ上流部分31uと、当該コルゲートフィン22のうちチューブ上流部分31uに接続する部分(すなわち上流側隣接部材)とが、上流側容量形成部Xuを構成する。また、当該1つの容量形成部Xのうち、チューブ下流部分31dと、当該コルゲートフィン22のうちチューブ下流部分31dに接続する部分(すなわち下流側隣接部材)とが、下流側容量形成部Xdを構成する。上流側容量形成部Xuの熱容量は、下流側容量形成部Xdの熱容量よりも高い。
Of one capacitance forming portion X including a certain
また、上述の通り、厚肉部33は、偏平チューブ21の下端を折り曲げ加工することにより、形成される。その結果、偏平チューブ21に接続するコルゲートフィン22のヘッダタンク16側端部は、厚肉部23のヘッダタンク17側端部よりも延伸方向のヘッダタンク16側に配置される。
In addition, as described above, the
以上の通り、本実施形態では、偏平チューブ31に昇温遅延手段としての厚肉部33が形成されている。これにより、第2実施形態と同等の効果を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the
(第4実施形態)
次に第4実施形態について、図5、図6、図7を参照して説明する。第1、第2、第3実施形態の熱交換器10は1パス方式であるが、本実施形態の熱交換器40は、左右Uターン構造の2パス方式である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. 5, FIG. 6, and FIG. The
図5および図6に示すように、本実施形態の熱交換器40は上ヘッダタンク41と下ヘッダタンク42とを備えている。上ヘッダタンク41が第1タンクに相当し、下ヘッダタンク42が第2タンクに相当する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
上ヘッダタンク41の前面側には流入ノズル43と流出ノズル44とが取り付けられている。流入ノズル43の一端は、第1実施形態に示した冷却水配管2の冷却水流れ下流端に接続されている。流出ノズル44の一端は、第1実施形態に示した冷却水配管3の冷却水流れ上流端に接続されている。
An
上ヘッダタンク41の内部空間は図6に透過的に示す仕切45によって、流入部46と流出部47とに2分割されている。流入部46と流出部47は積層方向に並んでいる。そして、流入ノズル43の他端は流入部46に、流出ノズル44の他端は流出部47にそれぞれ連通している。下ヘッダタンク42は仕切り等は無く、内部空間は一連である。
The internal space of the
上ヘッダタンク41と下ヘッダタンク42の間には、コア48が配置されている。コア48は、複数本の偏平チューブ51、複数本の偏平チューブ52、複数本のコルゲートフィン55、複数本のコルゲートフィン56、および2個の保護部材15を有している。
A
複数個の偏平チューブ51、52の材質および形状は、第1実施形態の偏平チューブ11と同じである。
The materials and shapes of the plurality of
複数本の偏平チューブ51の各々は、上端部を流入部46に、下端部を下ヘッダタンク42にろう付けで固定されている。複数本の偏平チューブ51と複数本のコルゲートフィン55とが1本ずつ交互に積層されることで、1まとまりの往路部53が構成される。複数本の偏平チューブ51の各々が、流入チューブに対応する。
Each of the plurality of
複数本の偏平チューブ52の各々は、上端部を流出部47に、下端部を下ヘッダタンク42にろう付けで固定されている。複数本の偏平チューブ52と複数本のコルゲートフィン56とが1本ずつ交互に積層されることで、1まとまりの復路部54が構成される。複数本の偏平チューブ52の各々は、流出チューブに相当する。また、複数本の偏平チューブ52の各々は、上ヘッダタンク41と下ヘッダタンク42を拘束する拘束部材に相当する。
Each of the plurality of
往路部53における偏平チューブ51の積層方向と復路部54における偏平チューブ52の積層方向は同じである。以下、往路部53、復路部54における偏平チューブ51、52の積層方向を、単に積層方向という。
The stacking direction of the
積層方向における往路部53の復路部54とは反対側の端部に設けられたコルゲートフィン55には、保護部材15がろう付けで固定されている。また、積層方向における復路部54の往路部53とは反対側の端部に設けられたコルゲートフィン56にも、保護部材15がろう付けで固定されている。保護部材15の各々は、隣接するコルゲートフィン12を含むコア48を保護するための部材である。保護部材15は、上ヘッダタンク41にろう付けで固定されると共に下ヘッダタンク42にろう付けで固定される。したがって、各保護部材15は、上ヘッダタンク41と下ヘッダタンク42を拘束する拘束部材に相当する。
The
ポンプ4を稼働させると、エンジン1によって暖められた冷却水が、冷却水配管2および流入ノズル43を通って流入部46に送り込まれる。流入部46に送り込まれた冷却水は、流入部46内から直接複数本の偏平チューブ51内に分岐して流れ込む。複数本の偏平チューブ51内を冷却水が流れることで、空調用空気と冷却水が偏平チューブ51およびコルゲートフィン55を介して熱交換し、空調用空気が暖められると共に、冷却水が冷却される。
When the pump 4 is operated, the cooling water heated by the engine 1 is sent to the
複数本の偏平チューブ51を流れた冷却水は、当該偏平チューブ51の内部から直接下ヘッダタンク42の内部に流れ込んで合流し、下ヘッダタンク42から直接複数本の偏平チューブ52内に分岐して流れ込む。複数本の偏平チューブ52内を冷却水が流れることで、空調用空気と冷却水が偏平チューブ52およびコルゲートフィン56を介して熱交換し、空調用空気が暖められると共に、冷却水が更に冷却される。複数本の偏平チューブ52を流れた冷却水は、当該偏平チューブ52の内部から直接流出部47に流れ込んで合流し、流出部47から流出ノズル44および冷却水配管3を通ってエンジン1の冷却水回路へと戻る。
The cooling water that has flowed through the plurality of
図6に示すように、複数本のコルゲートフィン55のうち、保護部材15に隣り合うコルゲートフィン55は、フィンピッチが延伸方向の全長にわたって一定である。保護部材15に隣り合うコルゲートフィン55以外のすべてのコルゲートフィン55は、上ヘッダタンク41付近の冷却水流れ上流側の端部において、短ピッチ部57が形成されている。また、複数本のコルゲートフィン56のすべては、フィンピッチが延伸方向の全長にわたって一定である。
As shown in FIG. 6, among the plurality of
コルゲートフィン55の各々における短ピッチ部57の位置および構造は、第1実施形態のコルゲートフィン12の各々における短ピッチ部19の位置および構造と、同じである。
The position and structure of the
すなわち、短ピッチ部57が形成されたコルゲートフィン55の各々において、短ピッチ部57は、当該コルゲートフィン55における延伸方向の両端から等距離のフィン中央部分55cよりも上流側のフィン上流部分55uに配置されている。ここで、コルゲートフィン55における上流側、下流側とは、隣り合う偏平チューブ51内の冷却水流れ上流側、下流側と同じである。
That is, in each of the
短ピッチ部57は、同じコルゲートフィン55に属する他のどの部分よりも、フィンピッチが短い。ここで、あるコルゲートフィン55、56のフィンピッチとは、当該コルゲートフィン55、56のうち隣の同じ偏平チューブ51、52に接して曲がっている複数の曲がり部の、延伸方向における間隔をいう。フィン上流部分55uにおいても、短ピッチ部57以外の部分は、短ピッチ部57よりもフィンピッチが長い。
The
また、同じコルゲートフィン55におけるフィン中央部分55cよりも下流側のフィン下流部分55dでは、すべての部分において、短ピッチ部57よりもフィンピッチが長い。したがって、延伸方向の単位長さ当たりのコルゲートフィン55の質量は、短ピッチ部57において最も大きくなっている。この質量の増加分だけ、短ピッチ部57において延伸方向の単位長さ当たりの熱容量が大きい。
Further, in the fin
また、短ピッチ部57のフィンピッチは、コルゲートフィン56のどの部分のフィンピッチよりも短い。したがって、短ピッチ部57の延伸方向の単位長さ当たりの熱容量は、コルゲートフィン56のどの部分の延伸方向の単位長さ当たりの熱容量よりも大きい。
Further, the fin pitch of the
また、ある偏平チューブ51と、その偏平チューブ51に隣り合って直接接触するすべてのコルゲートフィン55は、全体として、当該偏平チューブ51の温度上昇に影響を及ぼす1つの容量形成部Xを構成する。1つの容量形成部Xのうち、チューブ上流部分51uとフィン上流部分55uとが、上流側容量形成部Xuを構成する。また、1つの容量形成部Xのうち、チューブ下流部分51dとフィン下流部分55dとが、下流側容量形成部Xdを構成する。上流側容量形成部Xuの熱容量は、下流側容量形成部Xdの熱容量よりも高い。
In addition, a certain
フィン上流部分55uは、偏平チューブ51以外でチューブ上流部分51uに接する上流側隣接部材である。フィン下流部分52dは、偏平チューブ51以外でチューブ下流部分51dに接する下流側隣接部材である。
The fin
ここで、ある偏平チューブ51のチューブ上流部分51uは、当該偏平チューブ51における延伸方向の両端から等距離のチューブ中央部分51cよりも冷却水流れ上流側の部分をいう。また、当該偏平チューブ51のチューブ下流部分51dは、当該チューブ中央部分51cよりも冷却水流れ下流側の部分をいう。
Here, the tube
次に、熱交換器40の作動について説明する。エンジン1が稼働し、併せてポンプ4も稼働すると、エンジン1によって加温された冷却水が流入ノズル43から流入部46に送り込まれる。冷却水は、流入部46から偏平チューブ51に流入し、これらを通って下ヘッダタンク42に流れ込む。下ヘッダタンク42に流れ込んだ冷却水は、偏平チューブ52を通って流出部47に入り、更に流出部47から流出ノズル44に流出する。
Next, the operation of the
冷却水が偏平チューブ51、52を通過する際に、偏平チューブ51、52内の冷却水が空調用空気と熱交換して冷やされる。この熱交換によって暖められた空調用空気は、不図示の車両用空調装置によって車室内に吹き出されることで、車室内を暖房する。冷却水は、偏平チューブ51を通って冷却された後に偏平チューブ52を通るので、偏平チューブ51内の冷却水の温度は偏平チューブ52内の冷却水の温度よりも高い。
When the cooling water passes through the
ここで、熱交換器40において発生し得る熱歪みについて説明する。第1実施形態で説明したのと同様、アイドリングストップ車両にあっては、エンジン1の停止に伴って熱交換器40への冷却水の循環も停止されるのが普通である。このような場合、エンジン1の稼働と停止とに伴って熱交換器40に流れる冷却水の通断が頻繁に繰り返される。
Here, thermal distortion that may occur in the
冷却水の通断の繰り返しにおいて、エンジン1によって加温された冷却水が偏平チューブ51に流入し始めるタイミングで、複数本の偏平チューブ51の温度は、本実施形態と違って何も対策しなければ、急激に上昇する。このとき、複数本の偏平チューブ52は、流出部47から直接流出した冷却水が流れるわけではないので、偏平チューブ51内に比べて低温の冷却水しか流れない。したがって、各偏平チューブ52は各偏平チューブ51に比べて温度の上昇は遅い。
Unlike the present embodiment, no countermeasure should be taken for the temperature of the plurality of
その結果、本実施形態と違って容量形成部Xの熱容量が延伸方向に沿って一定であれば、上ヘッダタンク41と下ヘッダタンク42を拘束している複数本の偏平チューブ52の膨張量と、複数本の偏平チューブ51の膨張量との間に、大きな食い違いが生じる。この膨張量の食い違いが、偏平チューブ51、52の熱歪みを発生させる。
As a result, unlike the present embodiment, if the heat capacity of the capacity forming portion X is constant along the extending direction, the expansion amount of the plurality of
したがって、本実施形態と違って容量形成部Xの熱容量が延伸方向に沿って一定であれば、エンジン1の稼働と停止に伴って熱交換器40に流れる冷却水の通断が繰り返されることで、熱歪みが頻繁に発生する。これは、偏平チューブ51、52の劣化を早く招く可能性がある。
Therefore, unlike the present embodiment, if the heat capacity of the capacity forming portion X is constant along the extending direction, the cooling water flowing through the
なお、本実施形態において、コルゲートフィン55に隣接する保護部材15は、内部を冷却水が流通することもなく、表面で冷却水と接触することもないので、偏平チューブ51に比べて温度の上昇は遅い。その結果、本実施形態と違って容量形成部Xの熱容量が延伸方向に沿って一定であれば、上ヘッダタンク41と下ヘッダタンク42を拘束している保護部材15の膨張量と、偏平チューブ51の膨張量に大きな食い違いが生じる。この膨張量の食い違いが、偏平チューブ51の熱歪みを発生させる。しかし、本実施形態において偏平チューブ51の熱歪みに最も影響を与えるのは、最も復路部54に近い位置にある偏平チューブ51と最も往路部53に近い位置にある偏平チューブ52の膨張量の食い違いである。
In the present embodiment, the
本実施形態では、各偏平チューブ51に昇温遅延手段としての短ピッチ部57が接している。上述の通り短ピッチ部57は熱容量が大きいから、偏平チューブ51の温度上昇速度を抑制することができる。それにより、偏平チューブ51と偏平チューブ52との間で温度上昇速度の差が大きくなるのを抑制できる。また、偏平チューブ51と保護部材15との間で温度上昇速度の差が大きくなるのを抑制できる。
In this embodiment, each
具体的には、エンジン1が停止した後に停止し続けている間は、ポンプ4も停止しており、熱交換器40内を冷却水が流通しない。その間は、各偏平チューブ51、52内の冷却水は徐々に冷えていく。
Specifically, while the engine 1 is stopped after being stopped, the pump 4 is also stopped, and the cooling water does not flow through the
エンジン1が再始動すると、ポンプ4も作動を再開し、エンジン1で加熱された冷却水がポンプ4に圧送され始める。すると、エンジン1で加熱されて高温になった冷却水が、冷却水配管2から流入ノズル43を介して流入部46に流入し始める。更に、流入部46から直接複数本の偏平チューブ51の各々に、高温の冷却水が流入し始める。
When the engine 1 restarts, the pump 4 also resumes operation, and the cooling water heated by the engine 1 begins to be pumped to the pump 4. Then, the cooling water heated to a high temperature by the engine 1 starts to flow into the
このとき、各偏平チューブ51に流入した高温の冷却水は、流入後すぐに、当該偏平チューブ51に隣り合うコルゲートフィン55の短ピッチ部57に熱伝導により熱を奪われる。短ピッチ部57は熱容量が大きいので、冷却水から短ピッチ部57に奪われる熱量も大きい。したがって、偏平チューブ51の温度上昇速度を抑制することができる。
At this time, the high-temperature cooling water that has flowed into each
なお、保護部材15に隣接するコルゲートフィン55に短ピッチ部57が設けられていないのは、当該コルゲートフィン55に短ピッチ部57があると、当該保護部材15から当該コルゲートフィン55に熱が逃げやすくなるからである。
Note that the
このように、複数本の偏平チューブ51と複数本の偏平チューブ52の熱膨張による伸び量の差が抑えられ、熱歪みが抑制される。また、複数本の偏平チューブ51と保護部材15の熱膨張による伸び量の差が抑えられ、熱歪みが抑制される。
Thus, the difference in elongation due to thermal expansion between the plurality of
しかも、短ピッチ部57は、偏平チューブ51に冷却水が流入する流入部46側の端部、すなわち、冷却水の温度が最も高い部分に配されている。したがって、短ピッチ部57の作用効果が良好となる。また、偏平チューブ51のうち短ピッチ部57と接する部分を通過した冷却水は、既に短ピッチ部57に熱を奪われているため、温度が大幅に低くなっている。したがって、偏平チューブ51のうち、短ピッチ部57と接触している部分よりも下流の部分における温度上昇速度も抑えられる。
And the
以上説明した通り、左右Uターン流れのある熱交換器40においては、偏平チューブ51に比べて内部を流れる熱媒流体の温度が低い偏平チューブ52が、拘束部材となる。その場合も、上流側容量形成部Xuの熱容量が下流側容量形成部Xdの熱容量よりも大きいことで、加熱された冷却水が偏平チューブ51に流入し始める際の、チューブ上流部分51uおよびチューブ下流部分51dの温度の上昇速度と、流出チューブの温度の上昇速度との差が、抑えられる。したがって、偏平チューブ51、52の熱歪みが軽減される。
As described above, in the
(第5実施形態)
次に第4実施形態について、図8、図9、図10、図11、図12を参照して説明する。第1、第2、第3実施形態の熱交換器10は1パス方式であるが、本実施形態の熱交換器60は、前後Uターン構造の2パス方式である。
(Fifth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 8, 9, 10, 11, and 12. FIG. Although the
図8および図9に示すように、本実施形態の熱交換器60は上ヘッダタンク61と下ヘッダタンク62とを備えている。上ヘッダタンク61が第1タンクに相当し、下ヘッダタンク62が第2タンクに相当する。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
上ヘッダタンクの積層方向の端部には流入ノズル63と流出ノズル64とが取り付けられている。流入ノズル63の一端は、第1実施形態に示した冷却水配管2の冷却水流れ下流端に接続されている。流出ノズル64の一端は、第1実施形態に示した冷却水配管3の冷却水流れ上流端に接続されている。
An
上ヘッダタンク41の内部空間は図10に透過的に示す仕切65によって、流入部66と流出部67とに2分割されている。流入部66と流出部67は積層方向にも延伸方向にも直交する短手方向に並んでいる。そして、流入ノズル63の他端は流入部66に、流出ノズル64の他端は流出部67にそれぞれ連通している。下ヘッダタンク62は仕切り等は無く、内部空間は一連である。
The inner space of the
上ヘッダタンク61と下ヘッダタンク62の間には、コア68が配置されている。図10、図11、図12に示すように、コア68は、複数本の偏平チューブ71、複数本の偏平チューブ72、複数本のコルゲートフィン75、複数本のコルゲートフィン78、および2個の保護部材15を有している。複数個の偏平チューブ51、52の材質および形状は、第1実施形態の偏平チューブ11と同じである。
A
複数本の偏平チューブ71の各々は、上端部を流入部66に、下端部を下ヘッダタンク62にろう付けで固定されている。複数本の偏平チューブ71と複数本のコルゲートフィン75とが1本ずつ交互に積層されることで、1まとまりの往路部76が構成される。複数本の偏平チューブ71の各々が、流入チューブに対応する。
Each of the plurality of
複数本の偏平チューブ72の各々は、上端部を流出部67に、下端部を下ヘッダタンク62にろう付けで固定されている。複数本の偏平チューブ72と複数本のコルゲートフィン78とが1本ずつ交互に積層されることで、1まとまりの復路部54が構成される。複数本の偏平チューブ72の各々は、流出チューブに相当する。また、複数本の偏平チューブ72の各々は、上ヘッダタンク61と下ヘッダタンク62を拘束する拘束部材に相当する。
Each of the plurality of
往路部76における偏平チューブ71の積層方向と復路部79における偏平チューブ72の積層方向は平行になっている。以下、往路部76、復路部79における偏平チューブ71、72の積層方向を、単に積層方向という。往路部76と復路部79は上述の短手方向に重なっている。
The stacking direction of the
コア68の積層方向の一方側端部にあるコルゲートフィン75、78には、2個の保護部材15のうち一方がろう付けで固定されている。コア68の積層方向の他方側端部にあるコルゲートフィン75、78にも、2個の保護部材15のうち他方がろう付けで固定されている。保護部材15の各々は、隣接するコルゲートフィン75、78を含むコア68を保護するための部材である。保護部材15は、上ヘッダタンク61と下ヘッダタンク62にろう付けで固定される。
One of the two
ポンプ4を稼働させると、エンジン1によって暖められた冷却水が、冷却水配管2および流入ノズル63を通って流入部66に送り込まれる。流入部66に送り込まれた冷却水は、流入部66内から直接複数本の偏平チューブ71内に分岐して流れ込む。複数本の偏平チューブ71内を冷却水が流れることで、空調用空気と冷却水が偏平チューブ71およびコルゲートフィン75を介して熱交換し、空調用空気が暖められると共に、冷却水が冷却される。
When the pump 4 is operated, the cooling water warmed by the engine 1 is sent to the
複数本の偏平チューブ71を流れた冷却水は、当該偏平チューブ71の内部から直接下ヘッダタンク62の内部に流れ込んで合流し、下ヘッダタンク62から直接複数本の偏平チューブ72内に分岐して流れ込む。複数本の偏平チューブ72内を冷却水が流れることで、空調用空気と冷却水が偏平チューブ72およびコルゲートフィン78を介して熱交換し、空調用空気が暖められると共に、冷却水が更に冷却される。複数本の偏平チューブ72を流れた冷却水は、当該偏平チューブ72の内部から直接流出部67に流れ込んで合流し、流出部67から流出ノズル64および冷却水配管3を通ってエンジン1の冷却水回路へと戻る。
The cooling water that has flowed through the plurality of
図9、図11に示すように、複数本のコルゲートフィン75のすべては、上ヘッダタンク61付近の冷却水流れ上流側の端部において、短ピッチ部77が形成されている。また、複数本のコルゲートフィン78のすべては、フィンピッチが延伸方向の全長にわたって一定である。
As shown in FIGS. 9 and 11, all of the plurality of
コルゲートフィン75の各々における短ピッチ部77の位置および構造は、第1実施形態のコルゲートフィン12の各々における短ピッチ部19の位置および構造と、同じである。
The position and structure of the
すなわち、短ピッチ部77が形成されたコルゲートフィン75の各々において、短ピッチ部77は、当該コルゲートフィン75における延伸方向の両端から等距離のフィン中央部分75cよりも上流側のフィン上流部分75uに配置されている。ここで、コルゲートフィン75における上流側、下流側とは、隣り合う偏平チューブ71内の冷却水流れ上流側、下流側と同じである。
That is, in each of the
短ピッチ部77は、同じコルゲートフィン75に属する他のどの部分よりも、フィンピッチが短い。ここで、あるコルゲートフィン75、78のフィンピッチとは、当該コルゲートフィン75、78のうち隣の同じ偏平チューブ71、72に接して曲がっている複数の曲がり部の、延伸方向における間隔をいう。フィン上流部分75uにおいても、短ピッチ部77以外の部分は、短ピッチ部77よりもフィンピッチが長い。
The
また、同じコルゲートフィン75におけるフィン中央部分75cよりも下流側のフィン下流部分75dでは、すべての部分において、短ピッチ部77よりもフィンピッチが長い。したがって、延伸方向の単位長さ当たりのコルゲートフィン75の質量は、短ピッチ部77において最も大きくなっている。この質量の増加分だけ、短ピッチ部77において延伸方向の単位長さ当たりの熱容量が大きい。
Further, in the fin
また、短ピッチ部77のフィンピッチは、コルゲートフィン78のどの部分のフィンピッチよりも短い。したがって、短ピッチ部77の延伸方向の単位長さ当たりの熱容量は、コルゲートフィン78のどの部分の延伸方向の単位長さ当たりの熱容量よりも大きい。
Further, the fin pitch of the
また、ある偏平チューブ71と、その偏平チューブ71に隣り合って直接接触するすべてのコルゲートフィン75は、全体として、当該偏平チューブ71の温度上昇に影響を及ぼす1つの容量形成部Xを構成する。1つの容量形成部Xのうち、チューブ上流部分71uとフィン上流部分75uとが、上流側容量形成部Xuを構成する。また、1つの容量形成部Xのうち、チューブ下流部分71dとフィン下流部分75dとが、下流側容量形成部Xdを構成する。上流側容量形成部Xuの熱容量は、下流側容量形成部Xdの熱容量よりも高い。
Further, a certain
フィン上流部分75uは、偏平チューブ71以外でチューブ上流部分71uに接する上流側隣接部材である。フィン下流部分72dは、偏平チューブ71以外でチューブ下流部分71dに接する下流側隣接部材である。
The fin
ここで、ある偏平チューブ71のチューブ上流部分71uは、当該偏平チューブ71における延伸方向の両端から等距離のチューブ中央部分71cよりも冷却水流れ上流側の部分をいう。また、当該偏平チューブ71のチューブ下流部分71dは、当該チューブ中央部分71cよりも冷却水流れ下流側の部分をいう。
Here, the tube
次に、熱交換器60の作動について説明する。エンジン1が稼働し、併せてポンプ4も稼働すると、エンジン1によって加温された冷却水が流入ノズル63から流入部66に送り込まれる。冷却水は、流入部66から偏平チューブ71に流入し、これらを通って下ヘッダタンク62に流れ込む。下ヘッダタンク62に流れ込んだ冷却水は、偏平チューブ72を通って流出部67に入り、更に流出部67から流出ノズル64に流出する。
Next, the operation of the
冷却水が偏平チューブ71、72を通過する際に、偏平チューブ71、72内の冷却水が空調用空気と熱交換して冷やされる。この熱交換によって暖められた空調用空気は、不図示の車両用空調装置によって車室内に吹き出されることで、車室内を暖房する。冷却水は、偏平チューブ71を通って冷却された後に偏平チューブ72を通るので、偏平チューブ71内の冷却水の温度は偏平チューブ72内の冷却水の温度よりも高い。
When the cooling water passes through the
ここで、熱交換器60において発生し得る熱歪みについて説明する。第1実施形態で説明したのと同様、アイドリングストップ車両にあっては、エンジン1の停止に伴って熱交換器60への冷却水の循環も停止されるのが普通である。このような場合、エンジン1の稼働と停止とに伴って熱交換器60に流れる冷却水の通断が頻繁に繰り返される。
Here, thermal distortion that may occur in the
冷却水の通断の繰り返しにおいて、エンジン1によって加温された冷却水が偏平チューブ71に流入し始めるタイミングで、複数本の偏平チューブ71の温度は、本実施形態と違って何も対策しなければ、急激に上昇する。このとき、複数本の偏平チューブ72は、流出部67から直接流出した冷却水が流れるわけではないので、偏平チューブ71内に比べて低温の冷却水しか流れない。したがって、各偏平チューブ72は各偏平チューブ71に比べて温度の上昇は遅い。
The cooling water heated by the engine 1 starts to flow into the
その結果、本実施形態と違って容量形成部Xの熱容量が延伸方向に沿って一定であれば、上ヘッダタンク61と下ヘッダタンク62を拘束している複数本の偏平チューブ72の膨張量と、複数本の偏平チューブ71の膨張量との間に、大きな食い違いが生じる。この膨張量の食い違いが、偏平チューブ71、72の熱歪みを発生させる。
As a result, unlike the present embodiment, if the heat capacity of the capacity forming portion X is constant along the extending direction, the expansion amount of the plurality of
したがって、本実施形態と違って容量形成部Xの熱容量が延伸方向に沿って一定であれば、エンジン1の稼働と停止に伴って熱交換器60に流れる冷却水の通断が繰り返されることで、熱歪みが頻繁に発生する。これは、偏平チューブ71、72の劣化を早く招く可能性がある。
Therefore, unlike the present embodiment, if the heat capacity of the capacity forming portion X is constant along the extending direction, the cooling water flowing through the
本実施形態では、各偏平チューブ71に昇温遅延手段としての短ピッチ部77が接している。上述の通り短ピッチ部77は熱容量が大きいから、偏平チューブ71の温度上昇速度を抑制することができる。それにより、偏平チューブ71と偏平チューブ72との間で温度上昇速度の差が大きくなるのを抑制できる。
In the present embodiment, each
具体的には、エンジン1が停止した後に停止し続けている間は、ポンプ4も停止しており、熱交換器60内を冷却水が流通しない。その間は、各偏平チューブ71、72内の冷却水は徐々に冷えていく。
Specifically, while the engine 1 is stopped after being stopped, the pump 4 is also stopped, and the cooling water does not flow through the
エンジン1が再始動すると、ポンプ4も作動を再開し、エンジン1で加熱された冷却水がポンプ4に圧送され始める。すると、エンジン1で加熱されて高温になった冷却水が、冷却水配管2から流入ノズル63を介して流入部66に流入し始める。更に、流入部66から直接複数本の偏平チューブ71の各々に、高温の冷却水が流入し始める。
When the engine 1 restarts, the pump 4 also resumes operation, and the cooling water heated by the engine 1 begins to be pumped to the pump 4. Then, the cooling water heated to a high temperature by the engine 1 starts to flow into the
このとき、各偏平チューブ71に流入した高温の冷却水は、流入後すぐに、当該偏平チューブ71に隣り合うコルゲートフィン75の短ピッチ部77に熱伝導により熱を奪われる。短ピッチ部77は熱容量が大きいので、冷却水から短ピッチ部77に奪われる熱量も大きい。したがって、偏平チューブ71の温度上昇速度を抑制することができる。このように、複数本の偏平チューブ71と複数本の偏平チューブ72の熱膨張による伸び量の差が抑えられ、熱歪みが抑制される。
At this time, the high-temperature cooling water that has flowed into each
しかも、短ピッチ部77は、偏平チューブ71に冷却水が流入する流入部66側の端部、すなわち、冷却水の温度が最も高い部分に配されている。したがって、短ピッチ部77の作用効果が良好となる。また、偏平チューブ71のうち短ピッチ部77と接する部分を通過した冷却水は、既に短ピッチ部77に熱を奪われているため、温度が大幅に低くなっている。したがって、偏平チューブ71のうち、短ピッチ部77と接触している部分よりも下流の部分における温度上昇速度も抑えられる。
And the
以上説明した通り、前後Uターン流れのある熱交換器60においては、偏平チューブ71に比べて内部を流れる熱媒流体の温度が低い偏平チューブ72が、拘束部材となる。その場合も、上流側容量形成部Xuの熱容量が下流側容量形成部Xdの熱容量よりも大きいことで、加熱された冷却水が偏平チューブ71に流入し始める際の、チューブ上流部分71uおよびチューブ下流部分71dの温度の上昇速度と、偏平チューブ72の温度の上昇速度との差が、抑えられる。したがって、偏平チューブ72も偏平チューブ71も熱歪みが軽減される。
As described above, in the
(他の実施形態)
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。特に、ある量について複数個の値が例示されている場合、特に別記した場合および原理的に明らかに不可能な場合を除き、それら複数個の値の間の値を採用することも可能である。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。また、本発明は、上記各実施形態に対する以下のような変形例も許容される。なお、以下の変形例は、それぞれ独立に、上記実施形態に適用および不適用を選択できる。すなわち、以下の変形例のうち任意の組み合わせを、上記実施形態に適用することができる。
(Other embodiments)
In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably. Further, the above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible. In each of the above-described embodiments, the elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as essential and clearly considered essential in principle. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly limited to a specific number when clearly indicated as essential and in principle. The number is not limited to the specific number except for the case. In particular, when a plurality of values are exemplified for a certain amount, it is also possible to adopt a value between the plurality of values unless specifically stated otherwise and in principle impossible. . Further, in each of the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component, etc., the shape, unless otherwise specified and in principle limited to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to the positional relationship or the like. The present invention also allows the following modifications to the above embodiments. In addition, the following modifications can select application and non-application to the said embodiment independently. In other words, any combination of the following modifications can be applied to the above-described embodiment.
(変形例1)
第2実施形態では、第1実施形態に対して、短ピッチ部19を有する複数本のコルゲートフィン12の代わりに短ピッチ部を有さない複数本のコルゲートフィン22を採用している。更に第2実施形態では、第1実施形態に対して、複数本の偏平チューブ11の代わりに厚肉部23を有する複数本の偏平チューブ21を採用している。
(Modification 1)
In the second embodiment, a plurality of
このような、第1実施形態に対する第2実施形態の変更は、第4実施形態に対しても適用することができる。具体的には、短ピッチ部57を有する複数本のコルゲートフィン55の代わりに短ピッチ部を有さない複数本のコルゲートフィン22を採用し、複数本の偏平チューブ51の代わりに厚肉部23を有する複数本の偏平チューブ21を採用してもよい。
Such a change of the second embodiment with respect to the first embodiment can also be applied to the fourth embodiment. Specifically, instead of the plurality of
このような、第1実施形態に対する第2実施形態の変更は、第4実施形態に対しても適用することができる。具体的には、短ピッチ部57を有する複数本のコルゲートフィン55の代わりに短ピッチ部を有さない複数本のコルゲートフィン22を採用し、複数本の偏平チューブ51の代わりに厚肉部23を有する複数本の偏平チューブ21を採用してもよい。また、このように変更したものに、更に第3実施形態のような変更を施してもよい。
Such a change of the second embodiment with respect to the first embodiment can also be applied to the fourth embodiment. Specifically, instead of the plurality of
また、このような第1実施形態に対する第2実施形態の変更は、第5実施形態に対しても適用することができる。具体的には、短ピッチ部77を有する複数本のコルゲートフィン75の代わりに短ピッチ部を有さない複数本のコルゲートフィン22を採用し、複数本の偏平チューブ71の代わりに厚肉部23を有する複数本の偏平チューブ21を採用してもよい。また、このように変更したものに、更に第3実施形態のような変更を施してもよい。
Moreover, the change of 2nd Embodiment with respect to such 1st Embodiment is applicable also to 5th Embodiment. Specifically, instead of the plurality of
(変形例2)
上記各実施形態のコルゲートフィン12、22、32、55、56、75、78は、必ずしもコルゲートフィンでなくともよい。短ピッチ部を有するフィンについては、延伸方向におけるフ当該フィンの各部間の間隔が規定できるようなフィンである必要がある。
(Modification 2)
The
(変形例3)
上記実施形態では、上流側容量形成部Xuの熱容量を下流側容量形成部Xdの熱容量よりも大きくするための部材として、短ピッチ部および厚肉部が採用されている。しかし、上流側容量形成部Xuの熱容量を下流側容量形成部Xdの熱容量よりも大きくするための部材として、これら以外のものを用いてもよい。例えば、コルゲートフィンの隙間に配置されて流入チューブに直接接触する蓄冷材が用いられてもよい。
(Modification 3)
In the above embodiment, a short pitch portion and a thick portion are employed as members for increasing the heat capacity of the upstream capacity forming portion Xu to be larger than the heat capacity of the downstream capacity forming portion Xd. However, a member other than these may be used as a member for making the heat capacity of the upstream capacity forming portion Xu larger than the heat capacity of the downstream capacity forming portion Xd. For example, a cold storage material that is disposed in the gap between the corrugated fins and directly contacts the inflow tube may be used.
(変形例4)
また、上記各実施形態では、容量形成部X内において、延伸方向に沿った単位長さ当たりの熱容量が容量形成部Xの他のどの部分よりも大きい部分として、短ピッチ部および厚肉部のうちどちらか一方のみが配置されている。しかし、容量形成部X内において、延伸方向に沿った単位長さ当たりの熱容量が容量形成部Xの他のどの部分よりも大きい部分として、短ピッチ部と厚肉部の両方が配置されていてもよい。
(Modification 4)
Moreover, in each said embodiment, in the capacity | capacitance formation part X, as a part whose heat capacity per unit length along an extending | stretching direction is larger than any other part of the capacity | capacitance formation part X, it is a short pitch part and a thick part. Only one of them is placed. However, in the capacity forming part X, both the short pitch part and the thick part are arranged as a part where the heat capacity per unit length along the extending direction is larger than any other part of the capacity forming part X. Also good.
(まとめ)
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、上流側容量形成部の熱容量は、下流側容量形成部Xdの熱容量よりも大きい。
(Summary)
According to the first aspect shown in a part or all of the above embodiments, the heat capacity of the upstream capacity forming unit is larger than the heat capacity of the downstream capacity forming unit Xd.
また、第2の観点によれば、前記拘束部材は、流入チューブに沿って流入チューブの延伸方向と同じ方向に伸び、延伸方向の一端において第1タンクに固定され、延伸方向の他端において第2タンクに固定される。 According to a second aspect, the restraining member extends along the inflow tube in the same direction as the inflow tube extending direction, is fixed to the first tank at one end in the extending direction, and is fixed at the other end in the extending direction. Fixed to 2 tanks.
このように、拘束部材が流入チューブに沿って流入チューブの延伸方向と同じ方向に伸びる場合、流入チューブの温度上昇速度と拘束部材の温度上昇速度との乖離が特に問題となる。したがって、拘束部材が流入チューブに沿って流入チューブの延伸方向と同じ方向に伸びる場合に、上流側容量形成部の熱容量が下流側容量形成部の熱容量よりも大きいことで、熱歪みの軽減効果がより顕著になる。 As described above, when the restraining member extends along the inflow tube in the same direction as the extending direction of the inflow tube, the difference between the temperature rise rate of the inflow tube and the temperature rise rate of the restraining member becomes a particular problem. Therefore, when the restraining member extends along the inflow tube in the same direction as the extension direction of the inflow tube, the heat capacity of the upstream capacity forming portion is larger than the heat capacity of the downstream capacity forming portion, thereby reducing thermal distortion. Become more prominent.
また、第3の観点によれば、上流側容量形成部は、延伸方向に沿った単位長さ当たりの熱容量が下流側容量形成部のどの部分よりも大きい部分を含む。このようになっていることで、下流側容量形成部に単位長さ当たりの熱容量のピークが存在する場合に比べて、より効率よく熱歪みの軽減効果を得ることができる。 Moreover, according to the 3rd viewpoint, an upstream capacity | capacitance formation part contains the part whose heat capacity per unit length along an extending | stretching direction is larger than any part of a downstream capacity | capacitance formation part. As a result, the effect of reducing thermal distortion can be obtained more efficiently than in the case where the heat capacity peak per unit length exists in the downstream capacity forming portion.
また、第4の観点によれば、熱交換器は、チューブ上流部分およびチューブ下流部分に接すると共に空気に接することで流入チューブ内の熱媒流体と空気との熱交換を促進するフィンを備える。また、上流側容量形成部はフィンのうちチューブ上流部分と接する部分を含み、下流側容量形成部はフィンのうちチューブ下流部分と接する部分を含む。また、フィンのうち上流側容量形成部に属するフィン上流部分は、延伸方向におけるフィンピッチがフィンの他のどの部分よりも短い短ピッチ部を含む。このように、元々熱交換のために設けられているフィンの構造を利用して熱歪みを軽減することで、部品点数の増大を抑えることができる。 Moreover, according to the 4th viewpoint, a heat exchanger is provided with the fin which accelerates | stimulates the heat exchange with the heat-medium fluid in an inflow tube, and air by contacting a tube upstream part and a tube downstream part, and contacting air. The upstream capacity forming portion includes a portion of the fin that contacts the tube upstream portion, and the downstream capacity forming portion includes a portion of the fin that contacts the tube downstream portion. Moreover, the fin upstream part which belongs to an upstream capacity | capacitance formation part among fins contains the short pitch part whose fin pitch in an extending | stretching direction is shorter than any other part of a fin. In this way, by reducing the thermal distortion using the fin structure originally provided for heat exchange, it is possible to suppress an increase in the number of parts.
また、第5の観点によれば、チューブ上流部分は、肉厚が流入チューブの他のどの部分よりも厚い厚肉部を含む。このように、流入チューブ内を流れる熱媒流体に最も近い位置にある流入チューブの形状を利用して熱歪みを軽減することで、部品点数の増大を抑えることができると共に、流入チューブの温度上昇速度の低減効果が高まる。 According to the fifth aspect, the tube upstream portion includes a thick portion whose thickness is thicker than any other portion of the inflow tube. In this way, by reducing the thermal distortion by utilizing the shape of the inflow tube that is closest to the heat transfer fluid flowing in the inflow tube, the increase in the number of parts can be suppressed and the temperature of the inflow tube is increased. The speed reduction effect is enhanced.
また、第6の観点によれば、拘束部材は、流入チューブを保護する保護部材を含み、流入チューブと保護部材との間には、第1タンクから直接熱媒流体が流入する他のチューブが配置されている。 Further, according to the sixth aspect, the restraining member includes a protective member that protects the inflow tube, and there is another tube between which the heat transfer fluid flows directly from the first tank between the inflow tube and the protective member. Has been placed.
このように、流入チューブを保護する保護部材が拘束部材となっている場合、当該保護部材と流入チューブの間に他のチューブが介在する方が、熱歪みの軽減効果が高い。これは、当該保護部材と流入チューブの間に他のチューブが介在する場合は、流入チューブから当該保護部材に熱が移動し難いからである。 Thus, when the protective member that protects the inflow tube is a restraining member, the effect of reducing thermal distortion is higher when another tube is interposed between the protective member and the inflow tube. This is because, when another tube is interposed between the protective member and the inflow tube, it is difficult for heat to move from the inflow tube to the protective member.
また、第7の観点によれば、拘束部材は、第2タンクから熱媒流体が流入し、第1タンクに熱媒体が流出する流出チューブを含む。このように、Uターン流れのある熱交換器においては、流入チューブに比べて内部を流れる熱媒流体の温度が低い流出チューブが、拘束部材となる。その場合も、上流側容量形成部の熱容量が下流側容量形成部の熱容量よりも大きいことで、加熱された熱媒流体が流入チューブに流入し始める際の、流入チューブ上流部分および流入チューブ下流部分の温度の上昇速度と、流出チューブの温度の上昇速度との差が、抑えられる。したがって、拘束部材に固定される第1タンクおよび第2タンクの熱歪みが軽減される。 According to the seventh aspect, the restraining member includes an outflow tube through which the heat medium fluid flows from the second tank and from which the heat medium flows out. As described above, in the heat exchanger having a U-turn flow, the outflow tube whose temperature of the heat transfer fluid flowing inside is lower than that of the inflow tube is a restraining member. Also in this case, when the heat capacity of the upstream capacity forming portion is larger than that of the downstream capacity forming portion, the heated heat medium fluid starts to flow into the inflow tube, and the upstream portion of the inflow tube and the downstream portion of the inflow tube The difference between the rate of increase in the temperature and the rate of increase in the temperature of the outflow tube is suppressed. Therefore, the thermal distortion of the first tank and the second tank fixed to the restraining member is reduced.
10、40、60 熱交換器
11、21、31、51、52、71、72 偏平チューブ
12、22、32、55、56、75、78 コルゲートフィン
14、48、68 コア
15 保護部材
19、57、77 短ピッチ部
23、33 厚肉部
10, 40, 60
Claims (7)
当該熱交換器の外部から前記熱媒流体が流入する第1タンク(16、41、61)と、
前記第1タンクに固定されて前記第1タンクから直接前記熱媒流体が流入する流入チューブ(11、21、31、51、71)と、
前記流入チューブに固定されて前記流入チューブから直接前記熱媒流体が流入する第2タンク(17、42、62)と、
前記第1タンクから直接前記熱媒流体が流入せず、かつ、前記第1タンクと前記第2タンクに固定されることで前記第1タンクおよび前記第2タンクを拘束する拘束部材(15、52、72)と、を備え、
前記流入チューブの延伸方向に沿って前記流入チューブの両端から等距離のチューブ中央部分(11c、21c、31c、51c、71c)よりも前記第1タンクに近い側がチューブ上流部分(11u、21u、31u、51u、71u)であり、前記流入チューブの延伸方向に沿って前記チューブ中央部分よりも前記第2タンクに近い側がチューブ下流部分(11d、21d、31d、51d、71d)であり、
前記チューブ上流部分に接する上流側隣接部材(12u、55u、75u)と前記チューブ上流部分とから成る上流側容量形成部(Xu)の熱容量は、前記チューブ下流部分に接する下流側隣接部材(12d、55d、75d)と前記チューブ下流部分とから成る下流側容量形成部(Xd)の熱容量よりも大きい、熱交換器。 A heat exchanger for exchanging heat between the heat transfer fluid and air,
A first tank (16, 41, 61) into which the heat transfer fluid flows from the outside of the heat exchanger;
An inflow tube (11, 21, 31, 51, 71) fixed to the first tank and into which the heat transfer fluid flows directly from the first tank;
A second tank (17, 42, 62) fixed to the inflow tube and into which the heat transfer fluid flows directly from the inflow tube;
The heat transfer fluid does not flow directly from the first tank and is fixed to the first tank and the second tank so as to restrain the first tank and the second tank (15, 52). 72), and
The side closer to the first tank than the tube central portion (11c, 21c, 31c, 51c, 71c) equidistant from both ends of the inflow tube along the extending direction of the inflow tube is the tube upstream portion (11u, 21u, 31u). , 51u, 71u), and the tube downstream portion (11d, 21d, 31d, 51d, 71d) is closer to the second tank than the central portion of the tube along the extending direction of the inflow tube,
The heat capacity of the upstream capacity forming portion (Xu) composed of the upstream adjacent member (12u, 55u, 75u) in contact with the tube upstream portion and the tube upstream portion is determined by the downstream adjacent member (12d, 12d, in contact with the tube downstream portion). 55d, 75d) and a heat exchanger larger than the heat capacity of the downstream capacity forming part (Xd) comprising the tube downstream part.
前記上流側容量形成部は前記フィンのうち前記チューブ上流部分と接する部分を含み、前記下流側容量形成部は前記フィンのうち前記チューブ下流部分と接する部分を含み、
前記フィンのうち前記上流側容量形成部に属するフィン上流部分(12u、55u、75u)は、前記延伸方向におけるフィンピッチが前記フィンの他のどの部分よりも短い短ピッチ部(19、57、77)を含む請求項1ないし3のいずれか1つに記載の熱交換器。 Fins (12, 22, 32) that promote heat exchange between the heat transfer fluid in the inflow tube and the air by being in contact with the air while being in contact with the tube upstream portion and the tube downstream portion,
The upstream capacity forming portion includes a portion of the fin that contacts the tube upstream portion, and the downstream capacity forming portion includes a portion of the fin that contacts the tube downstream portion,
Among the fins, the fin upstream portion (12u, 55u, 75u) belonging to the upstream capacity forming portion has a short pitch portion (19, 57, 77) in which the fin pitch in the extending direction is shorter than any other portion of the fin. The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018085490A JP2019190764A (en) | 2018-04-26 | 2018-04-26 | Heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018085490A JP2019190764A (en) | 2018-04-26 | 2018-04-26 | Heat exchanger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019190764A true JP2019190764A (en) | 2019-10-31 |
Family
ID=68389495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018085490A Pending JP2019190764A (en) | 2018-04-26 | 2018-04-26 | Heat exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019190764A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021234957A1 (en) * | 2020-05-22 | 2021-11-25 | 三菱電機株式会社 | Heat exchanger and air conditioner comprising said heat exchanger |
-
2018
- 2018-04-26 JP JP2018085490A patent/JP2019190764A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021234957A1 (en) * | 2020-05-22 | 2021-11-25 | 三菱電機株式会社 | Heat exchanger and air conditioner comprising said heat exchanger |
JP7353483B2 (en) | 2020-05-22 | 2023-09-29 | 三菱電機株式会社 | Heat exchanger and air conditioner equipped with the heat exchanger |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4207331B2 (en) | Double heat exchanger | |
JP6143335B2 (en) | Multi-tube heat exchanger | |
JP5079696B2 (en) | Multiple flow heat exchanger | |
JP2002372389A (en) | Heat exchanger | |
US8069911B2 (en) | Radiator with built-in oil cooler | |
WO2007088850A1 (en) | Heat exchanger for vehicle | |
US9927179B2 (en) | Heat exchange system | |
WO2015163808A1 (en) | Vehicle heat exchanger tube and vehicle radiator comprising such a tube | |
JP6439454B2 (en) | Heat exchanger | |
US20090120617A1 (en) | Tube For Heat Exchanger | |
JP2019190764A (en) | Heat exchanger | |
JP7047361B2 (en) | Heat exchanger | |
JP2012251735A (en) | Heat exchanger | |
JP2019015200A (en) | Intercooler | |
JP6414504B2 (en) | Heat exchanger | |
GB2382133A (en) | Heat exchanger tube with stone protection | |
JP2013061114A (en) | Heat exchanger | |
JP6787301B2 (en) | Heat exchanger tube and heat exchanger | |
JP2009014282A (en) | Heat exchanger | |
JP7383935B2 (en) | Heat exchanger | |
JP6919472B2 (en) | Heat exchanger | |
JPH11237197A (en) | Radiator core | |
JPH0722607Y2 (en) | Heat exchanger | |
JP6409793B2 (en) | Intercooler | |
JP6191540B2 (en) | Laminate heat exchanger |