JP2605021Y2 - 積層型熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、カー・エアコン用エ
バポレータ等に用いられる積層型熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の積層型熱交換器は、ヘッ
ダ部が、積層状プレートの上下両側のうち片側にあるタ
イプと、両側にあるタイプの２種類が知られており、と
くにヘッダ部が片側にあるものは、熱交換部分が両ヘッ
ダ部タイプのものより大きいために、性能向上が期待さ
れていた。

【０００３】すなわち、このヘッダ部が片側にあるタイ
プの積層型熱交換器は、片面に正面よりみてＵ形の冷媒
流路形成用凹部とこれの一端に連なるように配置された
２つのヘッダ形成用凹部とを有する略方形のプレート
が、隣り合うもの同士相互に凹部を対向させた状態に層
状に重ね合わせられて接合されることにより、並列状の
偏平管部と各偏平管部の一端に連なるヘッダ部とが形成
されており、各ヘッダ形成用凹部の底壁に冷媒通過用孔
があけられ、すべての偏平管部およびヘッダ部内を冷媒
が流れるようになされていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の片側ヘッダ部タイプの積層型熱交換器では、
各プレートの冷媒流路形成用凹部のＵ形の折返し部分の
冷媒の流れがスムーズでなく、性能向上も期待通りには
いかないという問題があった。すなわち、例えば整流効
果をねらったプレートでは、冷媒流の圧損は小さくてす
むけれども、熱伝達率が小さくなって、熱交換効率が低
下し、逆に、冷媒の混合効果を重視すると、熱伝達率は
高くなるけれども、冷媒流の圧損が望ましくないレベル
まで大きくなるという問題があった。そしてこれは、各
偏平管部の流体流路のうち、とりわけＵ形折返し部を過
ぎた直後の復路部分に冷媒流の滞留部が生じるためであ
ると考える。

【０００５】この考案の目的は、上記の従来技術の問題
を解決し、積層型熱交換器を構成する各プレートのＵ形
流体流路形成用凹部の左右両側の直線流路構成部に、上
下方向に長い整流用凸条を設けることにより、流体の圧
力損失の上昇を防止するとと もに、各プレートの流体流
路形成用凹部のＵ形の折返し部に、流体混合部と整流部
とを設けることにより、整流作用と混合作用とを同時に
果たすことができて、Ｕ形の折返し部分での流体の流れ
がスムーズとなって、熱伝達率を向上し得るとともに、
流体の圧損を小さくおさえることができて、大幅な性能
向上を期待し得る積層型熱交換器を提供しようとするに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この考案による積層型熱交換器は、片面に正面よ
りみてＵ形の流体流路形成用凹部とこれの一端に連なる
ように配置された２つのヘッダ形成用凹部とを有する略
方形のプレートが、隣り合うもの同士相互に凹部を対向
させた状態に層状に重ね合わせられて接合されることに
より、並列状の偏平管部と各偏平管部の一端に連なるヘ
ッダ部とが形成され、各ヘッダ形成用凹部の底壁に流体
通過用孔があけられ、すべての偏平管部およびヘッダ部
内を流体が流れるようになされている積層型熱交換器に
おいて、各プレートの流体流路形成用凹部の中央部に仕
切用凸条が設けられるとともに、該仕切用凸条の左右両
側の直線流路構成部に、上下方向に長い整流用凸条が並
列状に設けられ、各プレートの流体流路形成用凹部のＵ
形の折返し部に、多数の小突起が形成された流体混合部
と、長い並列状の凸部が形成された整流部とが設けられ
ていることを特徴としている。

【０００７】

【作用】上記積層型熱交換器において、各プレートの流
体流路形成用凹部の中央部に仕切用凸条が設けられると
ともに、該仕切用凸条の左右両側の直線流路構成部に、
上下方向に長い整流用凸条が並列状に設けられている。
また、各プレートの流体流路形成用凹部のＵ形の折返し
部には、その中央部に流体混合部が設けられるととも
に、流体混合部の両外側に整流部が設けられている場合
と、Ｕ形の折返し部の中央部に整流部が設けられるとと
もに、整流部の両外側に流体混合部が設けられる場合と
がある。

【０００８】前者の、各プレートの流体流路形成用凹部
のＵ形の折返し部の両外側に整流部が設けられる場合に
は、該整流部の長い並列状の凸部は、例えば互いに水平
部を内側に向けかつ外側に至るものほど大きい形状とな
された略Ｌ形を有している。従って流体は、Ｕ形の折返
し部の左右両外側において速やかに流れ、Ｕ形の折返し
部の中央部では、多数の小突起が形成された流体混合部
となされていて、該部分では、流体の充分な混合が図ら
れるようになされている。

【０００９】また後者の、各プレートの流体流路形成用
凹部のＵ形の折返し部の中央部に整流部が設けられる場
合には、該整流部の長い並列状の凸部は、例えば右下が
りの傾斜した並列状凸部と、水平な並列状凸部と、左下
がりの傾斜した並列状凸部とで構成され、流体が、右側
の流体流路からＵ形の折返し部の中央部を通って、左側
の流体流路へと速やかに流れるようになされている。こ
の場合、整流部の両外側は、多数の小突起が形成された
流体混合部となされていて、該部分では、流体の充分な
混合が図られるようになされている。

【００１０】このように、積層型熱交換器を構成する各
プレートのＵ形流体流路形成用凹部の左右両側の直線流
路構成部に、上下方向に長い整流用凸条が設けられてい
るので、各偏平管部の左右両直線流路部内を流体が流れ
るとき、上下方向に長い整流用凸条によって流体の流れ
方向が直線状となり、流体の圧力損失の上昇を招くこと
がない。

【００１１】そして、各プレートの流体流路形成用凹部
のＵ形の折返し部に、流体混合部と整流部とを設けるこ
とにより、整流作用と混合作用とを同時に果たすことが
できて、Ｕ形の折返し部分での流体の流れがスムーズと
なって、熱伝達率を向上し得るとともに、従来のような
各偏平管部の流体流路のうち、Ｕ形折返し部を過ぎた直
後の復路部分において流体流の滞留部を生じるようなこ
とがないため、流体の圧損を小さくおさえることができ
て、大幅な性能向上を期待し得る。

【００１２】

【実施例】つぎに、この考案の実施例を図面に基づいて
説明する。

【００１３】この明細書において、左右、前後、および
上下は図１を基準とし、左とは図１の左側、右とは同右
側をいゝ、また前とは同図図面紙葉の表側、後とは同裏
側をいゝ、上とは同図上側、下とは同下側をいうものと
する。

【００１４】実施例１ この考案の第１実施例を示す図１〜図４において、カー
・エアコン用の積層型エバポレータ(1) は、アルミニウ
ム（アルミニウム合金を含む）製であって、片面に正面
よりみてＵ形の冷媒流路形成用凹部(3) とこれの上端に
連なりかつ左右に１列状に配置された２つのヘッダ形成
用凹部(4) とを有する略方形のプレート(2) が、隣り合
うもの同士相互に凹部(3)(4)を対向させた状態にかつ相
互にヘッダ形成用凹部(4)(4)の底壁(7)(7)同士を突き合
わせた状態に層状に重ね合わせられることにより、並列
状の偏平管部(5) と各偏平管部(5) の上端に連なるヘッ
ダ部(6) とが形成されたものである。隣り合う偏平管部
(5) 同士の間にはコルゲート・フィン(14)が介在されて
いる。

【００１５】各プレート(2) の冷媒流路形成用凹部(3)
の中央部に、上下方向に長い仕切用凸条(9) が、同凹部
(3) の上端より下端寄り部分まで設けられ、また仕切用
凸条(9) の左右両側の冷媒流路形成用凹部(3) には、上
下方向に長い整流用凸条(19)が並列状に設けられてい
る。

【００１６】また、左右２つのヘッダ形成用凹部(4)(4)
の底壁(7)(7)に、それぞれ左右に長い略長円形の冷媒通
過孔(8)(8)があけられている。ここで、各プレート(2)
の左右２つの冷媒通過孔(8) のうちの一方の冷媒通過孔
(8) の周縁部に、ヘッダ形成用凹部(4) の内側に向かっ
て突出した第１環状壁(15)が設けられ、同他方のプレー
ト(2) の冷媒通過孔(8) の周縁部にヘッダ形成用凹部
(4) の外側に向かって突出しかつ第１環状壁(15)に嵌ま
り合う第２環状壁(16)が設けられており、一方の第１環
状壁(15)に対して、他方の第２環状壁(16)が嵌め合せら
れて、両プレート(2)(2)が相互にろう付けされている。

【００１７】なお、エバポレータ(1) のヘッダ部(6) の
所要箇所においてプレート(2) の左右両側のうち一方の
ヘッダ形成用凹部(4) の底壁(7) に冷媒通過孔があけら
れておらず塞がれているために（図示略）、冷媒は各偏
平管部(5) の内部を逆Ｕ形に流れ、さらに同箇所におい
て他方のヘッダ形成用凹部(4) の底壁(7) にあけられた
冷媒通過孔(8) から、その後のヘッダ部(6) へと進ん
で、結局、エバポレータ(1) の内部を全体として蛇行状
に流れて、最後のヘッダ部(6) から冷媒排出パイプ(18)
へと排出されるようになされている。

【００１８】そして、この考案によれば、エバポレータ
(1) の各プレート(2) の冷媒流路形成用凹部(3) のＵ形
の折返し部(3a)の中央部に冷媒混合部(10)が設けられる
とともに、冷媒混合部(10)の左右両外側に整流部(11)(1
1)が設けられている。

【００１９】ここで、Ｕ形の折返し部(3a)の左右両外側
の整流部(11)(11)には、互いに水平部を内側に向けかつ
外側に至るものほど大きい形状となされた略Ｌ形を有す
る長い並列状の凸部(13)が設けられ、これに対し、Ｕ形
の折返し部(3a)の中央部の冷媒混合部(10)には、多数の
小突起(12)が設けられている。

【００２０】その他、エバポレータ(1) の前後両外側に
は、サイド・プレート(20)(20)がそれぞれ配置され、各
サイドプレート(20)と偏平管部(5) との間にもコルゲー
ト・フィン(14)が介在させられている。両サイド・プレ
ート(20)(20)およびこれらの中間のプレート(2) は、そ
れぞれアルミニウム・ブレージング・シートによりつく
られている。

【００２１】上記において、エバポレータ(1) 前側の冷
媒導入パイプ(17)より同側のヘッダ部(6) に導入された
冷媒は、これより偏平管部(5) の内部に流入する。冷媒
は、各偏平管部(5) の内部を逆Ｕ形に流れ、さらに他方
のヘッダ形成用凹部(4) の底壁(7) にあけられた冷媒通
過孔(8) から、その後のヘッダ部(6) へと進む。

【００２２】各偏平管部(5) 内を冷媒が流れるときは、
冷媒は、まず各偏平管部(5) の左右両直線流路部内を冷
媒が流れ、このとき、上下方向に長い整流用凸条(19)(1
9)によって冷媒の流れ方向が直線状となる。従って、冷
媒の流れがきわめてスムーズで、冷媒の圧力損失の上昇
を招くことがない。

【００２３】そして、各プレート(2) の冷媒流路形成用
凹部(3) のＵ形の折返し部(3a)の左右両外側の整流部(1
1)(11)において、略Ｌ形を有する長い並列状の凸部(13)
に沿って速やかに流れ、Ｕ形の折返し部(3a)の中央部で
は、混合部(10)の多数の小突起(12)によって、冷媒の充
分に混合されるものである。従って、各プレート(2)の
冷媒流路形成用凹部(3) のＵ形の折返し部(3a)におい
て、整流作用と混合作用とを同時に果たすことができ
て、Ｕ形の折返し部(3a)での冷媒の流れがスムーズとな
って、熱伝達率を向上し得るとともに、従来のような各
偏平管部の冷媒流路のうち、Ｕ形折返し部を過ぎた直後
の復路部分において冷媒流の滞留部を生じるようなこと
がないため、冷媒の圧損を小さくおさえることができ
て、大幅な性能向上を期待し得る。

【００２４】こうして、冷媒は、その後のヘッダ部(6)
および偏平管部(5) へと順次進んで、エバポレータ(1)
の内部を全体として蛇行状に流れて、最後のヘッダ部
(6) から冷媒排出パイプ(18)へと排出される。

【００２５】一方、エバポレータ(1) の偏平管部(5) 同
士の間のコルゲート・フィン(14)の存在する間隙を空気
が流れ、プレート(2) の壁面およびコルゲート・フィン
(14)を介して冷媒と空気とが効率よく熱交換せられるも
のである。

【００２６】実施例２ 図５〜図９は、この考案の第２実施例を示すものであ
る。ここで、上記第１実施例の場合と異なる点は、エバ
ポレータ(1) を構成するプレート(22)が、上記実施例１
のプレート(2) の２枚分が連結部(23)によって連結され
たものであり、各偏平管部(5) と偏平管部(5) の上端に
連なるヘッダ部(6) とが、プレート(22)の折り畳みによ
って形成されされるようになさている点、および各プレ
ート(22)の上半部(22A) と下半部(22B) において、それ
ぞれ冷媒流路形成用凹部(3) のＵ形の折返し部(3a)の中
央部に整流部(11)が設けられるとともに、整流部(11)の
両外側に冷媒混合部(10)(10)が設けられている点にあ
る。

【００２７】そして、この第２実施例では、各プレート
(22)の上半部(22A) と下半部(22B)の各冷媒流路形成用
凹部(3) のＵ形の折返し部(3a)の中央部に設けられた整
流部(11)の長い並列状の凸部(13)が、右下がりの傾斜し
た並列状凸部と、水平な並列状凸部と、左下がりの傾斜
した並列状凸部とで構成され、冷媒が、右側の冷媒流路
からＵ形の折返し部(3a)の中央部を通って、左側の冷媒
流路へと速やかに流れるようになされている。

【００２８】またこの場合、整流部(11)の両外側には、
多数の小突起(12)を有する冷媒混合部(10)(10)が設けら
れていて、該部分では、冷媒が充分に混合されるように
なされている。

【００２９】この第２実施例のその他の点は、上記第１
実施例の場合と同じであるので、図面において同一のも
のには同一の符号を付した。

【００３０】なお、エバポレータ(1) の各プレート(2)
(22)の冷媒流路形成用凹部(3) のＵ形折返し部(3a)に設
けられる整流部(11)の長い並列状凸部(13)の形状は、図
示のものに限定されず、その他の形状を有するものであ
っても良い。

【００３１】この考案による積層型熱交換器は、カー・
クーラ用エバポレータだけでなく、その他オイルクーラ
ー、アフタークーラー、ラジエータ等の用途にも同様に
使用せられるものである。

【００３２】

【考案の効果】この考案は、上述のように、片面に正面
よりみてＵ形の流体流路形成用凹部とこれの一端に連な
るように配置された２つのヘッダ形成用凹部とを有する
略方形のプレートが、隣り合うもの同士相互に凹部を対
向させた状態に層状に重ね合わせられて接合されること
により、並列状の偏平管部と各偏平管部の一端に連なる
ヘッダ部とが形成され、各ヘッダ形成用凹部の底壁に流
体通過用孔があけられ、すべての偏平管部およびヘッダ
部内を流体が流れるようになされている積層型熱交換器
において、各プレートの流体流路形成用凹部の中央部に
仕切用凸条が設けられるとともに、該仕切用凸条の左右
両側の直線流路構成部に、上下方向に長い整流用凸条が
並列状に設けられ、各プレートの流体流路形成用凹部の
Ｕ形の折返し部に、多数の小突起が形成された流体混合
部と、長い並列状の凸部が形成された整流部とが設けら
れているもので、この考案による積層型熱交換器を構成
する各プレートのＵ形流体流路形成用凹部の左右両側の
直線流路構成部に、上下方向に長い整流用凸条が設けら
れているので、各偏平管部の左右両直線流路部内を流体
が流れるとき、上下方向に長い整流用凸条によって流体
の流れ方向が直線状となり、流体の流れがきわめてスム
ーズで、流体の圧力損失の上昇を招くことがない。

【００３３】そして、各プレートの流体流路形成用凹部
のＵ形折返し部に、例えばその中央部に流体混合部が設
けられかつ流体混合部の両外側に整流部が設けられた
り、あるいはＵ形折返し部の中央部に整流部が設けられ
かつ整流部の両外側に流体混合部が設けられたりすると
ともに、整流部の長い並列状の凸部の形状が適宜設定さ
れることにより、各プレートの流体流路形成用凹部のＵ
形折返し部において、流体の整流作用と混合作用とを同
時に果たすことができ、Ｕ形折返し部分での流体の流れ
がスムーズとなって、熱伝達率を向上し得るとともに、
従来のような各偏平管部の流体流路のうち、Ｕ形折返し
部を過ぎた直後の復路部分において流体流の滞留部を生
じるようなことがないため、流体の圧損を小さくおさえ
ることができて、大幅な性能向上を期待し得るという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に用いたプレートの拡大正
面図である。

【図２】同プレートの部分正面図である。

【図３】第１実施例の本考案品の要部拡大断面図であ
る。

【図４】第１実施例の本考案品の概略正面図である。

【図５】本考案の第２実施例に用いたプレートの部分拡
大正面図である。

【図６】本考案の第２実施例に用いたプレートの正面図
で、折曲げ前の状態を示している。

【図７】同プレートの側面図である。

【図８】同プレートの側面図で、折曲げ後の状態を示し
ている。

【図９】第２実施例の本考案品の概略正面図である。

【符号の説明】

１ エバポレータ（積層型熱交換器） ２ プレート ３ 流体流路形成用凹部 ３ａ Ｕ形の折返し部３ｂ，３ｃ 左右両側の直線流路構成部 ４ ヘッダ形成用凹部 ５ 偏平管部 ６ ヘッダ部 ７ 底壁 ８ 流体通過用長孔 ９ 仕切用凸条 １０ 流体混合部 １１ 整流部 １２ 小突起 １３ 長い並列状の凸部１９ 上下方向に長い整流用凸条

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 片面に正面よりみてＵ形の流体流路形成
   用凹部(3) とこれの一端に連なるように配置された２つ
   のヘッダ形成用凹部(4) とを有する略方形のプレート
   (2) が、隣り合うもの同士相互に凹部(3)(4)を対向させ
   た状態に層状に重ね合わせられて接合されることによ
   り、並列状の偏平管部(5) と各偏平管部(5) の一端に連
   なるヘッダ部(6) とが形成され、各ヘッダ形成用凹部
   (4) の底壁(7) に流体通過用孔(8) があけられ、すべて
   の偏平管部(5) およびヘッダ部(6) 内を流体が流れるよ
   うになされている積層型熱交換器において、各プレート
   (2)の流体流路形成用凹部(3) の中央部に仕切用凸条(9)
   が設けられるとともに、該仕切用凸条(9) の左右両側
   の直線流路構成部(3b)(3c)に、上下方向に長い整流用凸
   条(19)(19)が並列状に設けられ、各プレート(2) の流体
   流路形成用凹部(3) のＵ形の折返し部(3a)に、多数の小
   突起(12)が形成された流体混合部(10)と、長い並列状の
   凸部(13)が形成された整流部(11)とが設けられている、
   積層型熱交換器。
2. 【請求項２】 各プレート(2) の流体流路形成用凹部
   (3) のＵ形の折返し部(3a)の中央部に流体混合部(10)が
   設けられるとともに、流体混合部(10)の両外側に整流部
   (11)(11)が設けられている、請求項１記載の積層型熱交
   換器。
3. 【請求項３】 各プレート(2) の流体流路形成用凹部
   (3) のＵ形の折返し部(3a)の中央部に整流部(11)が設け
   られるとともに、整流部(11)の両外側に流体混合部(10)
   (10)が設けられている、請求項１記載の積層型熱交換
   器。