JP2020094786A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器に関するものである。 The present invention relates to heat exchangers.
冷媒管を流れる冷媒とフィンを通過する空気との間で熱交換を行なう熱交換器では、フィンの先端に着霜して通風路が塞がれると、熱交換効率が低下してしまう。特許文献1では、着霜によって通風路が塞がれることを抑制するために、冷媒管をフィンよりも風上側に突き出すことを提案している。 In a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant flowing through the refrigerant pipe and the air passing through the fins, if frost forms on the tips of the fins and blocks the ventilation passages, the heat exchange efficiency decreases. Patent Document 1 proposes to project the refrigerant pipe to the windward side of the fin in order to prevent the ventilation passage from being blocked by frost.
熱交換器は車体のフロントグリル内に配置されており、風上側に突き出た冷媒管が、飛び石によって損傷を受けると、冷媒漏れが生じるリスクがある。
本発明の課題は、着霜による通風路の閉塞を抑制すると共に、熱媒体が流れる配管部材の耐久性を向上させることである。
The heat exchanger is arranged in the front grill of the vehicle body, and there is a risk of refrigerant leakage when the refrigerant pipe protruding to the windward side is damaged by flying stones.
An object of the present invention is to prevent the ventilation passage from being blocked by frost and improve the durability of the piping member through which the heat medium flows.
本発明の一態様に係る熱交換器は、
互いに直交する方向を、第一の方向、第二の方向、及び第三の方向とし、
第一の方向に延び、第二の方向に間隔を空けて設けられ、内部を熱媒体が流れる複数の配管部材と、
隣り合う配管部材同士の間に固定され、第一の方向に沿って隣り合う配管部材同士の間に設けられた通風路を複数の区画に仕切る板部材と、を備え、
配管部材の内部を流れる熱媒体と、配管部材の周囲及び板部材の周囲を流れる空気と、の間で熱交換を行なうものであって、
配管部材は、
内部が中空の外郭部と、
外郭部の内部に固定され、第三の方向に沿って熱媒体が流れる流路を複数の区画に仕切る内郭部と、
第三の方向に沿って外郭部よりも風上側へ突出する突出部と、を備える。
A heat exchanger according to one aspect of the present invention,
The directions orthogonal to each other are the first direction, the second direction, and the third direction,
A plurality of piping members extending in the first direction and provided at intervals in the second direction, through which the heat medium flows,
A plate member that is fixed between adjacent pipe members and partitions the ventilation path provided between the adjacent pipe members along the first direction into a plurality of sections,
A heat medium that exchanges heat between the heat medium that flows inside the piping member and the air that flows around the piping member and the plate member,
The piping members are
With an outer hollow part inside,
An inner shell portion fixed inside the outer shell portion and partitioning the flow path along which the heat medium flows along the third direction into a plurality of compartments,
And a protrusion that protrudes further to the windward side than the outer portion along the third direction.
本発明によれば、外郭部よりも風上側へ突出した突出部を設けることで、突出部から着霜が生じることになり、通風路の閉塞を抑制できる。また、飛び石は突出部が受けることになるため、熱媒体が流れる外郭部の損傷を抑制でき、配管部材の耐久性が向上する。 According to the present invention, by providing the projecting portion projecting to the windward side with respect to the outer shell portion, frost is generated from the projecting portion, and it is possible to suppress blockage of the ventilation passage. Further, since the stepping stone is received by the projecting portion, it is possible to suppress damage to the outer shell portion through which the heat medium flows, and the durability of the piping member is improved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに限定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings are schematic and may differ from the actual ones. Further, the following embodiments exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the configuration is not limited to the following. That is, the technical idea of the present invention can be modified in various ways within the technical scope described in the claims.
《一実施形態》
《構成》
以下の説明では、互いに直交する三方向を、便宜的に、縦方向(第一の方向)、横方向(第二の方向)、及び奥行方向(第三の方向)とする。なお、縦方向とは鉛直方向である。
図1は、熱交換器を示す図である。
ここでは、熱交換器11の正面、つまり奥行方向の風上側から見た状態を示す。熱交換器11は、カーエアコンやショーケース等、ヒートポンプサイクル及び冷凍回路において、蒸発器として機能するものである。アルミ製の熱交換器11は、上下一対のヘッダ12と、複数のチューブ13(配管部材)と、複数のフィン14(板部材)と、を備える。
<< one embodiment >>
"Constitution"
In the following description, the three directions orthogonal to each other are referred to as a vertical direction (first direction), a horizontal direction (second direction), and a depth direction (third direction) for convenience. The vertical direction is the vertical direction.
FIG. 1 is a diagram showing a heat exchanger.
Here, the front view of the
一対のヘッダ12は、横方向に延び、縦方向に間隔を空けて設けられている。ヘッダ12は、両端が閉塞された円筒状の配管によって形成されており、内部は隔壁17によって横方向に並んだ区画に仕切られている。上方のヘッダ12は、内部が横方向一端側の区画12Aと横方向他端側の区画12Bとに分けられており、横方向一端側の区画12Aには流入口15が設けられている。下方のヘッダ12は、内部が横方向一端側の区画12Cと横方向他端側の区画12Dとに分けられており、横方向他端側の区画12Dには排出口16が設けられている。
The pair of
各チューブ13は、縦方向に延び、上端及び下端の夫々がヘッダ12に接続され、横方向に沿って等間隔に設けられている。チューブ13は横方向に薄い扁平形状であり、両端をヘッダ12の内部に連通させてヘッダ12にろう付けされている。ここでは12本ある場合を示してあり、夫々を識別する場合は、横方向の一端から他端に向かって順に13a〜13lとする。上方のヘッダ12では、チューブ13dとチューブ13eとの間が隔壁17によって仕切られており、下方のヘッダ12では、チューブ13hとチューブ13iとの間が隔壁17によって仕切られている。
各フィン14は、隣り合うチューブ13同士の間にろう付けによって固定されている。
Each
Each
ヘッダ12及びチューブ13によって、流路が形成されており、そこを冷媒(熱媒体)が流れる。すなわち、先ず流入口15を介して上方のヘッダ12における横方向一端側の区画12Aへ流入し、チューブ13a〜13dに分配されてから下方のヘッダ12における横方向一端側の区画12Cへ流入する。次にチューブ13e〜13hに分配されてから上方のヘッダ12における横方向他端側の区画12Bへ流入し、次にチューブ13i〜13lに分配されてから下方のヘッダ12における横方向他端側の区画12Dへ流入し、排出口16を介して排出される。こうして、冷媒は各チューブ13を流れるときに、チューブ13及びフィン14の周囲を流れる空気との間で熱交換を行なう。すなわち、冷媒は蒸発気化することで吸熱によって昇温され、一方の空気が冷やされる。
A flow path is formed by the
次に、チューブ13及びフィン14の詳細について説明する。
図2は、チューブ及びフィンの詳細を示した図である。
図中の(a)はチューブ13及びフィン14を奥行方向の風上側から見た図である。フィン14は、薄板を波状のつづら折りにして形成されたコルゲートフィンである。一つのフィン14により、隣り合うチューブ13同士の間を縦方向に沿って複数の区画に仕切ることができる。フィン14とチューブ13とで囲まれた各区画が、奥行方向に空気を流すための通風路21となる。
Next, details of the
FIG. 2 is a diagram showing details of the tubes and the fins.
(A) in the figure is a view of the
図中の(b)はチューブ13及びフィン14を縦方向から見た図であり、チューブ13についてはその断面を示す。チューブ13は、チューブシェル22(外郭部)と、インナーフィン23(内郭部)と、突出部24と、を備える。
チューブシェル22は、縦方向の断面における周方向に板材を折り曲げ、周方向の端部側同士をろう付けによって接合することで、内部が中空の筒状に形成されている。ろう付けされる端部側同士は、奥行方向における風上側となるようにレイアウトされている。チューブシェル22における奥行方向の外形寸法は、フィン14における奥行方向の寸法に対応している。
(B) in the figure is a view of the
The
インナーフィン23は、薄板を波状のつづら折りにして形成されたコルゲートフィンであり、チューブシェル22の内部にろう付けによって固定されている。一つのインナーフィン23により、チューブシェル22の内部を奥行方向に沿って冷媒流路を複数の区画に仕切ることができる。インナーフィン23における横方向の外形寸法は、チューブシェル22における横方向の内寸法に対応している。インナーフィン23における縦方向の寸法は、チューブシェル22における縦方向の寸法に対応している。インナーフィン23とチューブシェル22の内周面とで囲まれた各区画が、縦方向に冷媒を流すための流路25となる。
The
突出部24は、縦方向及び奥行方向を面方向とする板材であり、インナーフィン23に一体形成され、チューブシェル22を構成する板材の接合部位から外方に突出している。突出部24は、奥行方向に沿ってチューブシェル22及び通風路21よりも風上側へ突出している。突出量は、フィン先端部よりも風上側へ突出し、かつチューブ幅の10%〜40%の突出量とすることが望ましい。
図3は、ヘッダの断面図である。
ここでは、ヘッダ12へのチューブ13の差し込み部分を横方向から見た状態を示す。チューブ13における縦方向の端部は、ヘッダ12の内部に差し込まれるため、突出部24は、ヘッダ12に干渉しないようにチューブ13よりも縦方向に短い。
The projecting
FIG. 3 is a sectional view of the header.
Here, a state where the insertion portion of the
《作用》
次に、一実施形態の主要な作用効果について説明する。
着霜によって通風路21が塞がれることを抑制するために、チューブ13を通風路21やフィン14よりも風上側に突き出すことが考えられる。しかしながら、熱交換器11は車体のフロントグリル内に配置されており、風上側へ飛び出したチューブ13が、飛び石によって損傷を受けると、冷媒漏れが生じるリスクがある。
そこで、チューブ13には、奥行方向に沿ってチューブシェル22よりも風上側へ突出する突出部24を形成する。これにより、突出部24が飛び石を受けることになるため、チューブシェル22の損傷を抑制でき、耐久性が向上する。また、着霜は風上側に突き出た突出部24から優先的に生じることになり、通風路21の閉塞を抑制できる。これにより、熱交換効率の低下を抑制できる。さらに、本発明では、チューブ13がインナーフィン23を備えることにより、チューブ13の耐圧性能が向上し、冷媒漏れが生じるリスクを低減することができる。
《Action》
Next, the main effects of one embodiment will be described.
In order to prevent the
Therefore, the
突出部24は、縦方向、つまり鉛直方向に延びている。これにより、除霜運転したときに、溶けた液滴は速やかに流下するため、除霜運転の短縮にもつながる。
突出部24は、チューブ13a〜13lの全てに設けられている。これにより、各チューブ13を共通化でき、組立性が向上する。
突出部24は、縦方向及び奥行方向を面方向とする板状に形成されている。このように、シンプルな形状とすることで、製造も容易であり、製造コストの増加も抑制することができる。
The
The
The projecting
《変形例》
一実施形態では、一つの板材を曲げ加工したチューブシェル22、及びインナーフィン23に一体形成した突出部24について説明したが、これに限定されるものではない。
図4は、変形例1、2を示す図である。
図中の(a)は変形例1を示す。ここでは、突出部24とインナーフィン23とが別体であり、チューブシェル22を構成する板材の一方の端部に突出部24が一体形成されている。このように、突出部24をチューブシェル22に一体形成しても、前述した作用効果が得られる。また、チューブシェル22の端部に突出部を一体形成することで、ろう付け箇所が減るため、冷媒漏れリスクが低減する。
図中の(b)は変形例2を示す。ここでは、横方向に分割され一対となる半筒状の板材同士を接合してチューブシェル22が形成されている。板材の接合部位から突出部24が外方に突出している。このように、最中構造のチューブシェル22を採用しても、前述した作用効果が得られる。また、チューブ13が最中構造のため、半筒状の板材とインナーフィン23を積層して作ることができ、折り曲げて加工することがないのでチューブ13の加工が容易になる。
<Modification>
In the embodiment, the
FIG. 4 is a
(A) in the figure shows a first modification. Here, the
(B) in the figure shows a second modification. Here, the
図5は、変形例3、4を示す図である。
図中の(a)は変形例3を示す。ここでは、横方向に分割され一対となる半筒状の板材同士を接合してチューブシェル22が形成され、チューブシェル22を構成する一方の板材の端部に突出部24が一体形成されている。このように、突出部24をチューブシェル22に一体形成しても、前述した作用効果が得られる。また、チューブ13が最中構造のため、半筒状の板材とインナーフィン23を積層して作ることができ、折り曲げて加工することがないのでチューブ13の加工が容易になる。
図中の(b)は変形例4を示す。ここでは、突出部24を、インナーフィン23ともチューブシェル22とも別体で形成し、チューブシェル22に固定している。このように、突出部24を全くの別部材で形成しても、前述した作用効果が得られる。また、必要に応じて、突出部24を設けることができるため、限られたスペースにおいても任意で突出箇所を変更することができる。
変形例1〜4は、任意に組み合わせてもよい。
FIG. 5 is a diagram showing modified examples 3 and 4.
(A) in the figure shows a third modification. Here, a
(B) in the figure shows a modified example 4. Here, the protruding
Modifications 1 to 4 may be combined arbitrarily.
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。 Although the above description has been made with reference to a limited number of embodiments, the scope of rights is not limited thereto, and modifications of the embodiments based on the above disclosure will be obvious to those skilled in the art.
11…熱交換器、12…ヘッダ、13…チューブ(配管部材)、14…フィン(板部材)、15…流入口、16…排出口、17…隔壁、21…通風路、22…チューブシェル(外郭部)、23…インナーフィン(内郭部)、24…突出部、25…流路 11... Heat exchanger, 12... Header, 13... Tube (piping member), 14... Fin (plate member), 15... Inflow port, 16... Discharge port, 17... Partition wall, 21... Ventilation path, 22... Tube shell ( Outer shell portion, 23... Inner fin (inner shell portion), 24... Projection portion, 25... Flow path
Claims (5)
前記第一の方向に延び、前記第二の方向に間隔を空けて設けられ、内部を熱媒体が流れる複数の配管部材と、
隣り合う前記配管部材同士の間に固定され、前記第一の方向に沿って隣り合う前記配管部材同士の間に設けられた通風路を複数の区画に仕切る板部材と、を備え、
前記配管部材の内部を流れる前記熱媒体と、前記配管部材の周囲及び前記板部材の周囲を流れる空気と、の間で熱交換を行なうものであって、
前記配管部材は、
内部が中空の外郭部と、
前記外郭部の内部に固定され、前記第三の方向に沿って前記熱媒体が流れる流路を複数の区画に仕切る内郭部と、
前記第三の方向に沿って前記外郭部よりも風上側へ突出する突出部と、を備えることを特徴とする熱交換器。 The directions orthogonal to each other are the first direction, the second direction, and the third direction,
A plurality of piping members that extend in the first direction, are provided at intervals in the second direction, and have a heat medium flowing therein.
Fixed between adjacent pipe members, a plate member for partitioning the ventilation path provided between adjacent pipe members along the first direction into a plurality of sections,
Heat exchange between the heat medium flowing inside the pipe member and air flowing around the pipe member and around the plate member,
The piping member is
With an outer hollow part,
An inner shell portion that is fixed inside the outer shell portion and divides the flow path along which the heat medium flows along the third direction into a plurality of sections.
A heat exchanger comprising: a protrusion that protrudes further to the windward side than the outer portion along the third direction.
前記突出部は、前記内郭部に一体形成され、前記接合部から風上側に突出することを特徴とする請求項1又は2に記載の熱交換器。 The outer shell portion is formed of a pair or one plate member, and the joint portion of the outer shell portion is provided on the windward side,
The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the protruding portion is integrally formed with the inner shell portion and protrudes to the windward side from the joint portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018234871A JP2020094786A (en) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | Heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2018234871A Pending JP2020094786A (en) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | Heat exchanger |
Country Status (1)
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2018
- 2018-12-14 JP JP2018234871A patent/JP2020094786A/en active Pending
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