JP2646473B2 - 積層型熱交換器 - Google Patents

積層型熱交換器

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JP2646473B2
JP2646473B2 JP27011789A JP27011789A JP2646473B2 JP 2646473 B2 JP2646473 B2 JP 2646473B2 JP 27011789 A JP27011789 A JP 27011789A JP 27011789 A JP27011789 A JP 27011789A JP 2646473 B2 JP2646473 B2 JP 2646473B2
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tank
refrigerant
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吉清 長坂
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Diesel Kiki Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、車両用空調装置に使用されるエバポレー
タのような積層型熱交換器に関する。
(従来の技術) 従来の積層型熱交換器としては、特開昭62−119373号
公報中に開示されたものがある。この積層型熱交換器
は、それぞれ一端部に2つのタンク形成凹部を有し、且
つそれらのタンク形成凹部に仕切を有する一対の管プレ
ートを対向接合してなるチューブエレメントと、蛇腹状
のコルゲートフィンとを交互に積層してなるいわゆる片
タンク式のものである。
前記仕切により、一方のタンクと他方のタンクとを連
通させるU字状の冷媒流路が、各チューブエレメント内
に形成されている。また、両方のタンクには互いに対向
する一対の通孔がそれぞれ設けてあり、これにより隣接
する各タンク同士は連通し、冷媒分配流路と冷媒集合流
路とが形成される。
冷媒導入管から導入された冷媒は、冷媒導入管に最も
近いチューブエレメントのタンクから最も遠いチューブ
エレメントのタンクに、順次流入し、各チューブエレメ
ントのU字状の冷媒流路を通過し、冷媒集合流路に集め
られ、冷媒流出管からコンプレッサ側に流出する。
(発明が解決しようとする課題) ところが、この積層型熱交換器は上述のように単にチ
ューブエレメントとコルゲートフィンとを積層したにす
ぎないので、冷媒導入管に遠いチューブエレメントに分
配される冷媒の量が冷媒導入管に近いチューブエレメン
トに分配される冷媒の量よりも少なくなり、各チューブ
エレメントへの均等分配が困難だった。したがって、冷
媒導入管から遠いチューブエレメント側の熱交換能力が
低下し、熱交換器全体で均一な熱交換が行われず、吹き
出す冷風の温度が吹き出し個所によって区々であった。
冷媒の温度分布に大幅な偏りがあると、熱交換器から霧
が吹き出すこともあった。
この発明の技術的課題は、いずれの吹き出し個所から
も一定温度の冷風を吹き出させることができる積層型熱
交換器を提供することである。
(課題を解決するための手段) 上述の課題を解決するため本発明は、それぞれ一端部
に複数のタンク形成凹部を有する一対の管プレートを対
向接合してなるチューブエレメントと、蛇腹状のコルゲ
ートフィンとを交互に積層してなる片タンク式の積層型
熱交換器において、積層方向で第1の積層部と第2の積
層部とに区別され、前記第1の積層部の各チューブエレ
メントは第1〜第4のタンクを有し、これらの各タンク
に互いに対向する通孔をそれぞれ設け、前記第1の積層
部の各チューブエレメント内を仕切により上流室と下流
室とに分割し、前記上流室内で隣り合う前記第3及び第
4の両タンクを結ぶU字状の上流室冷媒流路を同上流室
内に形成し、前記下流室内で隣り合う前記第1及び第2
の両タンクを結ぶU字状の下流室冷媒流路を同下流室内
に形成し、前記第2の積層部の各チューブエレメントは
第5及び第6の2つのタンクを有し、これらの各タンク
に互いに対向する通孔をそれぞれ設け、前記第5及び第
6の両タンクを結ぶU字状の冷媒流路を形成し、前記第
1の積層部の前記第3のタンクに冷媒導入管を接続し、
前記第2のタンクに冷媒流出管を接続し、前記第1の積
層部の前記第4のタンク内の冷媒を前記第2の積層部の
前記第5のタンク内に導くとともに、前記第2の積層部
の前記第6のタンク内の冷媒を前記第1の積層部の前記
第1のタンク内に導く連絡用チューブエレメントを、前
記第1の積層部と前記第2の積層部との間に介在させ
た。
(作用) 第1の積層部に上流の冷媒と下流の冷媒とが分配さ
れ、第2の積層部に中流の冷媒が分配されることになる
ので、積層方向に直交する方向に通過する空気に対する
冷媒の温度分布が均一となり、熱交換器全体で均一な熱
交換が行われる。
(実施例) 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。
第1図はこの発明の一実施例に係る積層型熱交換器を
示す側面図である。この積層型熱交換器は、一対の管プ
レート2〜4を対向接合してなるチューブエレメント11
〜22と、蛇腹状のコルゲートフィン1とを交互に積層し
てなる。また、この積層型熱交換器は、第1図に示すよ
うに、連絡用チューブエレメント17を境にして、第1の
積層部Xと、第2の積層部Yとに区別される。前記第1
の積層部Xのチューブエレメント11〜16は、第3図に示
す管プレート2を対向接合してなる。前記第2の積層部
Yのチューブエレメント18〜22は、第4図に示す管プレ
ート3を対向接合してなる。連絡用チューブエレメント
17は、第5図に示す管プレート4を対向接合してなる。
前記管プレート2は、第3図に示すように、全体を浅
い皿状にプレス加工し、下端部に深い凹状の第1〜第4
の4つのタンク形成凹部5a〜8aを設けてなる。各タンク
形成凹部5a〜8aには、通孔23〜26がそれぞれ設けてあ
る。また、第2及び第3のタンク形成凹部6a,7a間には
管プレート2内を2分する仕切27が設けてあり、その仕
切27の下端は管プレート2の下縁に達し、同仕切27の上
端は管プレート2の上縁に達している。したがって、管
プレート2を対向接合したとき、各チューブエレメント
11〜16内が完全に2分されて上流室9と下流室10とが形
成される。第1及び第2のタンク形成凹部5a,6a間及び
第3及び第4のタンク形成凹部7a,8a間にも、それぞれ
仕切28,29が設けてあるが、各仕切28,29の下端が管プレ
ート2の下縁に達しているのに対し、各仕切28,29の上
端は管プレート2の上縁に達していない。したがって、
管プレート2を対向接合したとき、仕切29により上流室
9内に第3のタンク7と第4のタンク8とを結ぶU字状
の冷媒流路Bが形成されると同時に、仕切28により下流
室10内に第1のタンク5と第2のタンク6とを結ぶU字
状の冷媒流路Fが形成される。
前記管プレート3は、第4図に示すように、下端部に
深い凹状の第5及び第6の2つのタンク形成凹部30a,31
aを有している。また、各タンク形成凹部30a,31aには通
孔33,34がそれぞれ設けてある。管プレート3内を2分
する仕切32が設けてあるが、その仕切32の下端が管プレ
ート3の下縁に達しているのに対し、同仕切32の上端は
管プレート3の上縁に達していない。したがって、管プ
レート3を対向接合したとき、第5及び第6のタンク3
0,31を結ぶU字状の冷媒流路Dが形成される。
前記管プレート4は第5図に示すように、管プレート
2とほぼ同じ構造をもつが、タンク形成凹部35a〜38aの
うち、外側に位置するタンク形成凹部35a,38aに通孔39,
40が設けてあるのに対し、タンク形成凹部36a,37aは閉
塞している。したがって、管プレート4を対向接合した
とき、チューブエレメント17内に仕切41をはさんだ両側
に2つのU字状の室42,43が形成される。
前記第1の積層部Xのチューブエレメント11には端板
44が接合してあり、第2の積層部Yのチューブエレメン
ト22には端板45が接合してある。また、チューブエレメ
ント11の第3のタンク7には冷媒導入管46が接続してあ
り、チューブエレメント11の第2のタンク6には冷媒流
出管47が接続してある(第2図)。
以上のような構造の積層型熱交換器における冷媒の流
れを、第6図の概念図に基づいて説明する。
冷媒は冷媒導入管46から冷媒分配用の流路Aに導入さ
れ、ここて冷媒蒸発用のU字状の冷媒流路Bに分配さ
れ、冷媒流路Bを通過した冷媒は流路Cを通って第1の
積層部Xから第2の積層部Y内に送り込まれる。第2の
積層部Y内に送り込まれた冷媒はU字状の冷媒流路Dに
分配され、冷媒流路Dを通過した冷媒は流路Eを通って
第2の積層部Yから第1の積層部X内に再び戻り、第1
の積層部X内に戻った冷媒は冷媒流路Fに分配され、冷
媒流路Fを通過した冷媒は流路Gに集められ、冷媒流出
管47に流出する。
前記冷媒流路Aは、第2図に示すように、チューブエ
レメント11〜16の第2のタンク7によって形成される。
前記冷媒流路Cは、第1の積層部Xを構成するチューブ
エレメント11〜16の第4のタンク8と、連絡用チューブ
エレメント17のタンク38と、第2の積層部Yを構成する
チューブエレメント18〜22の第5のタンク30とによって
形成される。前記冷媒流路Eは、第2の積層部Yを構成
するチューブエレメント18〜22の第6のタンク31と、連
絡用チューブエレメント17のタンク37と、第1の積層部
Xを構成するチューブエレメント11〜16の第1のタンク
6とから形成される。
上述の説明から明らかなように、冷媒導入管46から導
入された冷媒は、チューブエレメント11の第3のタンク
7内に流入し、チューブエレメント12〜15の第3のタン
ク7を経て、チューブエレメント16の第3のタンク7に
到達し、連絡用チューブエレメント17の閉塞タンク37に
ぶつかる。第3の各タンク7内の冷媒は、上流室9内を
U字状に進み、第4のタンク8内に流入し、第4の各タ
ンク8内の冷媒は連絡用チューブエレメント17のタンク
38の通孔40を介して第2の積層部Yを構成するチューブ
エレメント18〜22の第5のタンク30内に流入する。第5
の各タンク30内の冷媒は、チューブエレメント18〜22内
をU字状に進み、第6のタンク31内に集められる。第6
の各タンク31内に集められた冷媒は、連絡用チューブエ
レメント17のタンク35の通孔39を介して、第1の積層部
Xのチューブエレメント11〜16の第1のタンク5内に流
入する。第1の各タンク5内の冷媒は下流室43内をU字
状に進み、第2のタンク6内に流入する。第2の各タン
ク6内に集められた冷媒は冷媒流出管47に流出する。
以上のように、第1の積層部Xに上流の冷媒と下流の
冷媒とが分配され、第2の積層部Yに中流の冷媒が分配
されるので、通過する空気に対する冷媒の温度分布が均
一となり、熱交換器全体で均一な熱交換が行われる。し
たがって、熱交換器のいずれの個所からも一定温度の冷
風を吹き出させることができる。
上述の実施例においては第2の積層部Yを構成するチ
ューブエレメント18〜22の管プレートとして第4図に示
すものを用いた場合について述べたが、これに代え、第
7図に示すようなものを用いてもよい。
この管プレート50は、下端部に深い凹状の3つのタン
ク形成凹部50a〜52aを有している。各タンク形成凹部50
a〜52aにはそれぞれ通孔60〜62が設けてある(但し、連
絡用チューブエレメント17に隣接するチューブエレメン
ト18の一方の管プレート50のタンク形成凹部51aは閉塞
してある)。また、管プレート50内を2分する仕切53が
設けてあるが、その仕切53の上端が管プレート50の上縁
に達しているのに対し、同仕切53の下端はタンク形成凹
部50の縁部に達する位置にある。また、タンク形成凹部
50a,51a間及びタンク形成凹部51a,52a間に、それぞれ仕
切54,55が設けてあり、管プレート2と同様に、各仕切5
4,55の下端は管プレート50の下縁に達しており、各仕切
54,55の上端は管プレート50の上縁に達していない。し
たがって、管プレート50を対向接合したとき、タンク51
を介して仕切53の両側の室が連通し、チューブエレメン
ト18〜22内には各タンク50〜52を結ぶM字状の冷媒流路
Dが形成される(第8図参照)。
(発明の効果) 以上説明したように本発明の積層型熱交換器によれ
ば、積層方向に2つに区分され、一方の第1の積層部に
上流の冷媒と下流の冷媒とが分配され、他方の第2の積
層部に中流の冷媒が分配されることになるので、積層方
向に直交する方向に通過する空気に対する冷媒の温度分
布が均一となり、熱交換器全体で均一な熱交換が行われ
る。したがって、熱交換器のいずれの個所からも一定温
度の冷風を吹き出させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施冷に係る積層型熱交換器を示す
側面図、第2図は第1図のII−II線矢視断面図、第3図
は第1図のIII−III線矢視図、第4図は第1図のIV−IV
線矢視図、第5図は第1図のV−V線矢視図、第6図は
冷媒の流れを説明するための概念図、第7図及び第8図
は本発明の変形例を示し、第7図は第2の積層部のチュ
ーブエレメントの管プレート2を示す平面図、第8図は
冷媒の流れを説明するための概念図である。 1……コルゲートフィン、2,3,4……管プレート、5a〜8
a,30a〜31a,35a〜38a……タンク形成凹部、9……上流
室、10……下流室、11〜16,18〜22……チューブエレメ
ント、17……連絡用チューブエレメント、23〜26,33,3
4,39,40……通孔、27……仕切、X……第1の積層部、
Y……第2の積層部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】それぞれ一端部に複数のタンク形成凹部を
    有する一対の管プレートを対向接合してなるチューブエ
    レメントと、蛇腹状のコルゲートフィンとを交互に積層
    してなる片タンク式の積層型熱交換器において、 積層方向で第1の積層部と第2の積層部とに区別され、 前記第1の積層部の各チューブエレントは第1〜第4の
    タンクを有し、これらの各タンクに互いに対向する通孔
    をそれぞれ設け、前記第1の積層部の各チューブエレメ
    ント内を仕切により上流室と下流室とに分割し、前記上
    流室内で隣り合う前記第3及び第4の両タンクを結ぶU
    字状の上流室冷媒流路を同上流室内に形成し、前記下流
    室内で隣り合う前記第1及び第2の両タンクを結ぶU字
    状の下流室冷媒流路を同下流室内に形成し、 前記第2の積層部の各チューブエレメントは第5及び第
    6の2つのタンクを有し、これらの各タンクに互いに対
    向する通孔をそれぞれ設け、前記第5及び第6の両タン
    クを結ぶU字状の冷媒流路を形成し、 前記第1の積層部の前記第3のタンクに冷媒導入管を接
    続し、前記第2のタンクに冷媒流出管を接続し、 前記第1の積層部の前記第4のタンク内の冷媒を前記第
    2の積層部の前記第5のタンク内に導くとともに、前記
    第2の積層部の前記第6のタンク内の冷媒を前記第1の
    積層部の前記第1のタンク内に導く連絡用チューブエレ
    メントを、前記第1の積層部と前記第2の積層部との間
    に介在させたことを特徴とする積層型熱交換器。
JP27011789A 1989-10-16 1989-10-16 積層型熱交換器 Expired - Lifetime JP2646473B2 (ja)

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