JP2980631B2 - 積層型熱交換器 - Google Patents
積層型熱交換器Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
- F28F9/028—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using inserts for modifying the pattern of flow inside the header box, e.g. by using flow restrictors or permeable bodies or blocks with channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
- F28D1/03—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
- F28D1/0308—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
- F28D1/035—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other with U-flow or serpentine-flow inside the conduits
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明に係る積層型熱交換器は、例えば自動車用空
気調和装置に組み込んで、空気を冷却するエバポレータ
として利用するもので、本発明は、この様な熱交換器に
於ける流体の流れの均一化により、性能向上を図るもの
である。
気調和装置に組み込んで、空気を冷却するエバポレータ
として利用するもので、本発明は、この様な熱交換器に
於ける流体の流れの均一化により、性能向上を図るもの
である。
（従来の技術） 空気調和装置には、内部で冷媒を蒸発させ、外部を流
通する空気を冷却するエバポレータが組み込まれてい
る。
通する空気を冷却するエバポレータが組み込まれてい
る。
この様な、空気調和装置に組み込まれ、エバポレータ
として使用される熱交換器として従来から、例えば特開
昭62−798号公報に記載されている様な、複数枚の金属
板を互いに積層して成る、所謂積層型熱交換器が知られ
ている。
として使用される熱交換器として従来から、例えば特開
昭62−798号公報に記載されている様な、複数枚の金属
板を互いに積層して成る、所謂積層型熱交換器が知られ
ている。
この積層型熱交換器は、第７図に示す様に、それぞれ
が２枚の金属板１、１を最中状に組み合わせて成るユニ
ット２、２を複数個、互いに積層する事で構成されてい
る。
が２枚の金属板１、１を最中状に組み合わせて成るユニ
ット２、２を複数個、互いに積層する事で構成されてい
る。
各金属板１、１には、第８〜９図に示す様に、各金属
板１、１の全周を囲む平坦部３と、この平坦部３の内側
にＵ字形に形成された浅い第一凹部４と、この第一凹部
４の両端に形成された深い第二、第三凹部５、６と、第
二、第三凹部５、６の中央部に形成された通孔７、８と
を設けている。又、第一凹部４の内側には複数の凸部
９、９を設けて、この第一凹部４の内側に於ける冷媒等
の流体の流れを乱す様にしている。
板１、１の全周を囲む平坦部３と、この平坦部３の内側
にＵ字形に形成された浅い第一凹部４と、この第一凹部
４の両端に形成された深い第二、第三凹部５、６と、第
二、第三凹部５、６の中央部に形成された通孔７、８と
を設けている。又、第一凹部４の内側には複数の凸部
９、９を設けて、この第一凹部４の内側に於ける冷媒等
の流体の流れを乱す様にしている。
積層型熱交換器を構成する複数のユニット２、２は、
それぞれ上述の様な形状を有する金属板１を２枚、各金
属板の平坦部３同士を突き合わせ、最中状に組み合わせ
る事で構成されており、第一凹部４により囲まれるＵ字
形の部分を、流体を流す扁平管部12とし、第二、第三凹
部５、６により囲まれる部分を、入口側タンク、或は出
口側タンクの一部として機能させる様にしている。
それぞれ上述の様な形状を有する金属板１を２枚、各金
属板の平坦部３同士を突き合わせ、最中状に組み合わせ
る事で構成されており、第一凹部４により囲まれるＵ字
形の部分を、流体を流す扁平管部12とし、第二、第三凹
部５、６により囲まれる部分を、入口側タンク、或は出
口側タンクの一部として機能させる様にしている。
上述の様なユニット２、２は、第７図に示す様に複数
個、各ユニット２、２を構成する金属板１、１の第二、
第三凹部５、６の外面同士を突き合わせる事で積層し、
第二、第三凹部５、６により構成される１対の空間の内
の一方の空間に入口管10を、他方の空間に出口管11を、
それぞれ接続している。
個、各ユニット２、２を構成する金属板１、１の第二、
第三凹部５、６の外面同士を突き合わせる事で積層し、
第二、第三凹部５、６により構成される１対の空間の内
の一方の空間に入口管10を、他方の空間に出口管11を、
それぞれ接続している。
この様に複数のユニット２、２を積層した状態で、隣
り合うユニット２、２の扁平管部12、12の間には、コル
ゲート型のフィン13、13を挟持し、隣り合う扁平管部1
2、12の間を流れる空気等の流体と、各扁平管部12、12
の内側を流れる冷媒等の流体との間の熱交換が良好に行
なわれる様にしている。
り合うユニット２、２の扁平管部12、12の間には、コル
ゲート型のフィン13、13を挟持し、隣り合う扁平管部1
2、12の間を流れる空気等の流体と、各扁平管部12、12
の内側を流れる冷媒等の流体との間の熱交換が良好に行
なわれる様にしている。
積層型熱交換器は、上述の様に構成され、造られる
為、例えばエバポレータとして使用する場合、入口管10
から、入口側タンクとして機能する一方の空間に液状の
冷媒を送り込むと、この冷媒は、複数のユニット２、２
の扁平管部12、12を流れる間に、扁平管部12、12の外に
設けたフィン13、13の間を流通する空気との間で熱交換
を行なう事により蒸発してから、出口側タンクとして機
能する他方の空間に送られ、出口管11を通じて排出され
る。
為、例えばエバポレータとして使用する場合、入口管10
から、入口側タンクとして機能する一方の空間に液状の
冷媒を送り込むと、この冷媒は、複数のユニット２、２
の扁平管部12、12を流れる間に、扁平管部12、12の外に
設けたフィン13、13の間を流通する空気との間で熱交換
を行なう事により蒸発してから、出口側タンクとして機
能する他方の空間に送られ、出口管11を通じて排出され
る。
ところで、上述の様に構成され作用する積層型熱交換
器の製造を容易にする為、２枚の金属板を重ね合わせて
成るユニットとタンクとを別体とする事が、特開昭61−
27496号公報に開示されている。
器の製造を容易にする為、２枚の金属板を重ね合わせて
成るユニットとタンクとを別体とする事が、特開昭61−
27496号公報に開示されている。
即ち、第７〜９図に示した従来構造の場合、各ユニッ
ト２、２の端部にタンクを一体に形成する為、各ユニッ
ト２、２を構成する金属板１、１の端部に深い第二、第
三凹部５、６を形成しているが、これら第二、第三凹部
５、６を形成する為のプレス作業は、浅い第一凹部４を
形成するのと同時に行なう必要がある為、プレス作業の
際に大きな力が必要となり、金属板１をプレス成形する
為の設備が大型化して、設備費が嵩む事が避けられな
い。
ト２、２の端部にタンクを一体に形成する為、各ユニッ
ト２、２を構成する金属板１、１の端部に深い第二、第
三凹部５、６を形成しているが、これら第二、第三凹部
５、６を形成する為のプレス作業は、浅い第一凹部４を
形成するのと同時に行なう必要がある為、プレス作業の
際に大きな力が必要となり、金属板１をプレス成形する
為の設備が大型化して、設備費が嵩む事が避けられな
い。
この様な問題を解決する為、タンク別体型の積層型熱
交換器の場合、第10〜12図に示す様に、一端縁に互いに
間隔を開けて１対の突出部14a、14bを形成した金属板15
の片面にＵ字形の凹部16を、この凹部16の両端を上記１
対の突出部14a、14bの端縁に迄連続させた状態で形成し
ている。上記凹部16の内側には多数の突起17、17を形成
し、凹部16により構成される折り返し流路18の内側を流
れる冷媒等の流体の流れを乱し、この流体と金属板15と
の間の熱交換が効率良く行なわれる様にしている。
交換器の場合、第10〜12図に示す様に、一端縁に互いに
間隔を開けて１対の突出部14a、14bを形成した金属板15
の片面にＵ字形の凹部16を、この凹部16の両端を上記１
対の突出部14a、14bの端縁に迄連続させた状態で形成し
ている。上記凹部16の内側には多数の突起17、17を形成
し、凹部16により構成される折り返し流路18の内側を流
れる冷媒等の流体の流れを乱し、この流体と金属板15と
の間の熱交換が効率良く行なわれる様にしている。
この様な凹部16や突起17、17を有する金属板15は、特
願昭63−324669号に示されている様に、長尺な金属板を
１対のロールの間を通過させる事で、上記凹部16や突起
17、17を成形した後、上記長尺な金属板の適当箇所を切
断する事で造れる為、製造装置が比較的簡単なもので済
む様になる。
願昭63−324669号に示されている様に、長尺な金属板を
１対のロールの間を通過させる事で、上記凹部16や突起
17、17を成形した後、上記長尺な金属板の適当箇所を切
断する事で造れる為、製造装置が比較的簡単なもので済
む様になる。
そして、この様な金属板15を用いて造る積層型熱交換
器の場合、この金属板15、15を２枚１組とし、互いの凹
部16、16同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて
互いに液密に接合する事により、Ｕ字形の折り返し流路
18と、この流路18の両端に位置して端縁部から突出した
１対の接合部19a、19bとを有する素子20、20とする。
器の場合、この金属板15、15を２枚１組とし、互いの凹
部16、16同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて
互いに液密に接合する事により、Ｕ字形の折り返し流路
18と、この流路18の両端に位置して端縁部から突出した
１対の接合部19a、19bとを有する素子20、20とする。
そして、複数の素子20、20のそれぞれの接合部19a、1
9bを、第一、第二のタンク21、22の側面にそれぞれ形成
した、スリット状の接続孔23、23に挿入すると共に、各
接合部19a、19bの外周面と各接続孔23、23の内周縁とを
互いに液密にろう付け接合する。各タンク21、22は、そ
れぞれ第10図に示す様な底板33と天板34とを組み合わ
せ、互いに液密にろう付けする事で構成されており、上
記接続孔23、23は、底板33の底面に形成されている。
9bを、第一、第二のタンク21、22の側面にそれぞれ形成
した、スリット状の接続孔23、23に挿入すると共に、各
接合部19a、19bの外周面と各接続孔23、23の内周縁とを
互いに液密にろう付け接合する。各タンク21、22は、そ
れぞれ第10図に示す様な底板33と天板34とを組み合わ
せ、互いに液密にろう付けする事で構成されており、上
記接続孔23、23は、底板33の底面に形成されている。
これと共に、隣り合う素子20、20の間にフィン（図示
せず）を設ける。
せず）を設ける。
上記第一のタンク21の内側は、中間部に固定した隔壁
24により仕切る事で、入口室25と出口室26とに分割し、
入口室25の側に流体送り込み口27を、出口室26の側に流
体取り出し口28を、それぞれ設けている。
24により仕切る事で、入口室25と出口室26とに分割し、
入口室25の側に流体送り込み口27を、出口室26の側に流
体取り出し口28を、それぞれ設けている。
上述の様に構成されるタンク別体型の積層型熱交換器
の場合、第一、第二のタンク21、22と複数の素子20、20
に設けた折り返し流路18とから成る空間の内側を、第13
図に示す様に、第一、第二、第三、第四の四室に分割す
る事が出来る。
の場合、第一、第二のタンク21、22と複数の素子20、20
に設けた折り返し流路18とから成る空間の内側を、第13
図に示す様に、第一、第二、第三、第四の四室に分割す
る事が出来る。
即ち、第一のタンク21の片半部（第11図の左半部）に
存在する入口室25と一部（同図の左半分）の素子20、20
の上流側半部とから成る第一室29と、この第一室29の下
流側に設けられ、上記一部の素子20、20の下流側半部と
第二のタンク22の片半部（同図の左半部）とから成る第
二室30と、この第二室30の下流側（同図の右側）に設け
られ、第二のタンク22の他半部（同図の右半部）と残部
（同図の右半分）の素子20、20の上流側半部とから成る
第三室31と、この第三室31の下流側に設けられ、第一の
タンク21の他半部（同図の右半部）と残部の素子20、20
の下流側半部とから成る第四室32とである。
存在する入口室25と一部（同図の左半分）の素子20、20
の上流側半部とから成る第一室29と、この第一室29の下
流側に設けられ、上記一部の素子20、20の下流側半部と
第二のタンク22の片半部（同図の左半部）とから成る第
二室30と、この第二室30の下流側（同図の右側）に設け
られ、第二のタンク22の他半部（同図の右半部）と残部
（同図の右半分）の素子20、20の上流側半部とから成る
第三室31と、この第三室31の下流側に設けられ、第一の
タンク21の他半部（同図の右半部）と残部の素子20、20
の下流側半部とから成る第四室32とである。
この様な第一〜第四室29〜32に分割される積層型熱交
換器に、第13図に矢印ａで示す様に、流体送り込み口27
から冷媒等の流体を送り込むと、この流体は、同図に矢
印ｂで示す様に第一室29内を流れ、一部の素子20、20の
折り返し流路18の折り返し部分を、同図に矢印ｃで示す
様に流れて、第二室30に進入する。
換器に、第13図に矢印ａで示す様に、流体送り込み口27
から冷媒等の流体を送り込むと、この流体は、同図に矢
印ｂで示す様に第一室29内を流れ、一部の素子20、20の
折り返し流路18の折り返し部分を、同図に矢印ｃで示す
様に流れて、第二室30に進入する。
第二室30内を矢印ｄで示す様に流れ、この第二室30の
下流側端部に迄流れた流体は、次いで、第二のタンク22
内を、このタンク22の軸方向に亙って第13図の矢印ｅ方
向に流れて、第三室31内に進入した後、この第三室31を
構成する残部の素子20、20の折り返し流路18内を、同図
に矢印ｆで示す様に流れる。
下流側端部に迄流れた流体は、次いで、第二のタンク22
内を、このタンク22の軸方向に亙って第13図の矢印ｅ方
向に流れて、第三室31内に進入した後、この第三室31を
構成する残部の素子20、20の折り返し流路18内を、同図
に矢印ｆで示す様に流れる。
更に流体は、同図に矢印ｇで示す様に、残部の素子2
0、20の折り返し流路18の折り返し部分を流れて、第四
室32に進入し、この第四室32内を矢印ｈで示す様に流れ
る。
0、20の折り返し流路18の折り返し部分を流れて、第四
室32に進入し、この第四室32内を矢印ｈで示す様に流れ
る。
そして、この第四室32の下流側端部に存在する、第一
のタンク21の他半部（第11図の右半部）に迄流れた流体
は、次いで流体取り出し口28から、同図に矢印ｉで示す
様に流出する。
のタンク21の他半部（第11図の右半部）に迄流れた流体
は、次いで流体取り出し口28から、同図に矢印ｉで示す
様に流出する。
（発明が解決しようとする課題） ところが、上述の様に構成され作用する、先発明に係
る積層型熱交換器の場合も、依然として、次に述べる様
な解決すべき問題点が存在する。
る積層型熱交換器の場合も、依然として、次に述べる様
な解決すべき問題点が存在する。
即ち、互いに平行な複数の流路（折り返し流路18に相
当する。）を有する熱交換器に、十分な性能を発揮させ
る為には、各流路内を流れる流体の量が均一である事が
必要であり、互いに平行な複数の流路の内の一部に多量
の流体が流れ、残りの流路に流れる流体の量が少なくな
った場合、熱交換器全体としての熱交換量が確保出来
ず、熱交換器の性能が悪くなってしまう。
当する。）を有する熱交換器に、十分な性能を発揮させ
る為には、各流路内を流れる流体の量が均一である事が
必要であり、互いに平行な複数の流路の内の一部に多量
の流体が流れ、残りの流路に流れる流体の量が少なくな
った場合、熱交換器全体としての熱交換量が確保出来
ず、熱交換器の性能が悪くなってしまう。
これに対し、前述の様に構成され作用する積層型熱交
換器の場合、必ずしも各流路内を流れる流体の量を均一
化する事が出来ない。
換器の場合、必ずしも各流路内を流れる流体の量を均一
化する事が出来ない。
例えば、第二室30の下流端に達した流体が、第13図に
矢印ｅで示す様に流れて、第三室31の上流端に達する
際、矢印ｅ方向に流れる流体の圧力は下流側程高くなる
為、第三室31を構成する複数の折り返し流路18に送り込
まれる流体の量は、第14図に示す様に、下流側（第11図
の右側）に存在する折り返し流路18程多くなってしま
う。
矢印ｅで示す様に流れて、第三室31の上流端に達する
際、矢印ｅ方向に流れる流体の圧力は下流側程高くなる
為、第三室31を構成する複数の折り返し流路18に送り込
まれる流体の量は、第14図に示す様に、下流側（第11図
の右側）に存在する折り返し流路18程多くなってしま
う。
特に、タンク別体型の積層型熱交換器の場合、内側を
流体が矢印ｅ方向に流れる第二のタンク22の内側が、比
較的平滑である為、流量が偏る傾向が著しい。
流体が矢印ｅ方向に流れる第二のタンク22の内側が、比
較的平滑である為、流量が偏る傾向が著しい。
流量の偏りを解消する為には、第一のタンク21の入口
室25に接続する流体送り込み口27の取付位置や流路面
積、出口室26への流体取り出し口28の取付位置や流路面
積を工夫したり、或は第一のタンク21内に固定する隔壁
24の位置を工夫する事で、或る程度対応する事は出来る
が、素子20、20の積層数を多くした、比較的大型の熱交
換器の場合、これらの処置では十分に流量の偏りを少な
くする事が出来ない。
室25に接続する流体送り込み口27の取付位置や流路面
積、出口室26への流体取り出し口28の取付位置や流路面
積を工夫したり、或は第一のタンク21内に固定する隔壁
24の位置を工夫する事で、或る程度対応する事は出来る
が、素子20、20の積層数を多くした、比較的大型の熱交
換器の場合、これらの処置では十分に流量の偏りを少な
くする事が出来ない。
本発明の積層型熱交換器は、上述の様な不都合を解消
するものである。
するものである。
（課題を解決する為の手段） 本発明の積層型熱交換器は、前述したタンク別体型の
積層型熱交換器と同様、一端縁に、互いに間隔を開けて
１対の突出部を形成した金属板の片面にＵ字形の凹部
を、この凹部の両端を上記１対の突出部の端縁に迄連続
させた状態で形成すると共に、この金属板を２枚１組と
し、互いの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合
わせて互いに液密に接合する事により、Ｕ字形の折り返
し流路と、この流路の両端に位置して端縁部から突出し
た１対の接合部とを有する素子とし、複数の素子のそれ
ぞれの接合部を、第一、第二のタンクの側面にそれぞれ
形成したスリット状の接続孔に挿入して、各接合部の外
周面と各接続孔の内周縁とを互いに液密に接合すると共
に、隣り合う素子の間にフィンを設け、中間部を隔壁に
より仕切った第一のタンクの一方の側に流体送り込み口
を、他方の側に流体取り出し口を、それぞれ設ける事で
構成されている。
積層型熱交換器と同様、一端縁に、互いに間隔を開けて
１対の突出部を形成した金属板の片面にＵ字形の凹部
を、この凹部の両端を上記１対の突出部の端縁に迄連続
させた状態で形成すると共に、この金属板を２枚１組と
し、互いの凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合
わせて互いに液密に接合する事により、Ｕ字形の折り返
し流路と、この流路の両端に位置して端縁部から突出し
た１対の接合部とを有する素子とし、複数の素子のそれ
ぞれの接合部を、第一、第二のタンクの側面にそれぞれ
形成したスリット状の接続孔に挿入して、各接合部の外
周面と各接続孔の内周縁とを互いに液密に接合すると共
に、隣り合う素子の間にフィンを設け、中間部を隔壁に
より仕切った第一のタンクの一方の側に流体送り込み口
を、他方の側に流体取り出し口を、それぞれ設ける事で
構成されている。
更に、本発明の積層型熱交換器に於いては、上記第
一、第二のタンクの少なくとも一方の内側で、流体が当
該タンクの軸方向に流れる部分に、このタンクの内側流
路面積を絞る絞り板を固定している。
一、第二のタンクの少なくとも一方の内側で、流体が当
該タンクの軸方向に流れる部分に、このタンクの内側流
路面積を絞る絞り板を固定している。
（作用） 上述の様に構成される本発明の積層型熱交換器によ
り、熱交換器の内部を流れる冷媒等の流体と熱交換器の
外部を流れる空気等の流体との間で熱交換を行なう際の
作用自体は、前述した先発明に係る熱交換器の場合と同
様である。
り、熱交換器の内部を流れる冷媒等の流体と熱交換器の
外部を流れる空気等の流体との間で熱交換を行なう際の
作用自体は、前述した先発明に係る熱交換器の場合と同
様である。
但し、本発明の積層型熱交換器の場合、第一、第二の
タンクの少なくとも一方の内側に設けた絞り板により、
複数の素子の折り返し流路内を流れる流体の量を均一化
する事が出来、熱交換器の性能向上を図れる。又、絞り
板設置に伴って、コンプレッサを潤滑するために冷媒中
に混入する潤滑油がタンク内に滞留してしまい、コンプ
レッサの潤滑を阻害する恐れがあるが、絞り板の下端縁
に切欠きを設けて絞り板の開口とすることにより、この
障害を除くことができる。
タンクの少なくとも一方の内側に設けた絞り板により、
複数の素子の折り返し流路内を流れる流体の量を均一化
する事が出来、熱交換器の性能向上を図れる。又、絞り
板設置に伴って、コンプレッサを潤滑するために冷媒中
に混入する潤滑油がタンク内に滞留してしまい、コンプ
レッサの潤滑を阻害する恐れがあるが、絞り板の下端縁
に切欠きを設けて絞り板の開口とすることにより、この
障害を除くことができる。
（実施例） 次に、図示の実施例を説明しつつ、本発明を更に詳し
く説明する。
く説明する。
第１〜６図は本発明の積層型熱交換器の実施例を示し
ており、第１図は熱交換器の下端部に位置する第二のタ
ンクの下流側半部に絞り板を設けた状態を示す、第13図
のＡ−Ａ断面に相当する略縦断面図、第２〜３図は絞り
板の形状の２例を示す、それぞれ斜視図、第４図は絞り
板の開口面積と熱交換器の性能との関係を示す線図、第
５図は複数の絞り板の開口面積を変えた状態を示す、第
１図同様の断面図、第６図は絞り板の形状の別例を示す
斜視図である。
ており、第１図は熱交換器の下端部に位置する第二のタ
ンクの下流側半部に絞り板を設けた状態を示す、第13図
のＡ−Ａ断面に相当する略縦断面図、第２〜３図は絞り
板の形状の２例を示す、それぞれ斜視図、第４図は絞り
板の開口面積と熱交換器の性能との関係を示す線図、第
５図は複数の絞り板の開口面積を変えた状態を示す、第
１図同様の断面図、第６図は絞り板の形状の別例を示す
斜視図である。
本発明の積層型熱交換器の構造は、タンクの一部に絞
り板を組み付ける以外、前述した先発明に係る積層型熱
交換器と同様である為、重複する説明を省略し、以下本
発明の特徴部分に就いて説明する。
り板を組み付ける以外、前述した先発明に係る積層型熱
交換器と同様である為、重複する説明を省略し、以下本
発明の特徴部分に就いて説明する。
第二のタンク22の下流側半部で、第三室31の上流側端
を構成する部分の内側には、この第二のタンク22の内側
流路面積を絞る絞り板35、35を固定している。
を構成する部分の内側には、この第二のタンク22の内側
流路面積を絞る絞り板35、35を固定している。
この絞り板35は、アルミニウム合金等、積層型熱交換
器を構成する金属と同じ材質により造られており、その
外周縁形状は、第２〜３図に示す様に、上記第二のタン
ク22の内周面形状と一致させて、絞り板35を第二のタン
ク22の内側に、がたつきなく固定出来る様にしている。
器を構成する金属と同じ材質により造られており、その
外周縁形状は、第２〜３図に示す様に、上記第二のタン
ク22の内周面形状と一致させて、絞り板35を第二のタン
ク22の内側に、がたつきなく固定出来る様にしている。
各絞り板35の中央部には、第２図に示す様な打ち抜き
孔36、或は第３図に示す様なバーリング孔37を形成する
事で、第二のタンク22の途中で、絞り板35を形成した部
分の流路面積を絞っている。
孔36、或は第３図に示す様なバーリング孔37を形成する
事で、第二のタンク22の途中で、絞り板35を形成した部
分の流路面積を絞っている。
上述の様に第二のタンク22の下流側半部に絞り板35、
35を固定した本発明の積層型熱交換器により、冷媒等、
熱交換器の内部を流れる流体と、空気等、熱交換器の外
部を流れる流体との間で熱交換を行なう際の作用自体
は、前述した先発明に係る熱交換器の場合と同様であ
る。
35を固定した本発明の積層型熱交換器により、冷媒等、
熱交換器の内部を流れる流体と、空気等、熱交換器の外
部を流れる流体との間で熱交換を行なう際の作用自体
は、前述した先発明に係る熱交換器の場合と同様であ
る。
但し、本発明の積層型熱交換器の場合、第二のタンク
22の内側に設けた絞り板35、35により、複数の素子20、
20の折り返し流路18（第10図）内を流れる冷媒等の流体
の量を均一化する事が出来、熱交換器の性能向上を図れ
る。
22の内側に設けた絞り板35、35により、複数の素子20、
20の折り返し流路18（第10図）内を流れる冷媒等の流体
の量を均一化する事が出来、熱交換器の性能向上を図れ
る。
即ち、第二室30の下流端に達した流体が、第13図に矢
印ｅで示す様に流れて、第三室31の上流端に達する際、
この上流端部分に設けた第二のタンク22内の絞り板35、
35の作用により、上記流体は、第二のタンク22の下流側
には送られにくくなる。
印ｅで示す様に流れて、第三室31の上流端に達する際、
この上流端部分に設けた第二のタンク22内の絞り板35、
35の作用により、上記流体は、第二のタンク22の下流側
には送られにくくなる。
従って、各絞り板35、35に形成する打ち抜き孔36或は
バーリング孔37の開口面積を適当に調節すれば、各絞り
板35、35の上流側部分で折り返し流路18内に送り込まれ
る流体の量と、各絞り板35、35の下流側部分で折り返し
流路18内に送り込まれる流体の量とをほぼ等しくして、
熱交換器の性能を最大限に引き出す事が可能となる。
バーリング孔37の開口面積を適当に調節すれば、各絞り
板35、35の上流側部分で折り返し流路18内に送り込まれ
る流体の量と、各絞り板35、35の下流側部分で折り返し
流路18内に送り込まれる流体の量とをほぼ等しくして、
熱交換器の性能を最大限に引き出す事が可能となる。
例えば、本発明者が行なった実験によると、絞り板35
の開口面積と熱交換器の性能との間に、第４図に示す様
な関係がある事が解った。
の開口面積と熱交換器の性能との間に、第４図に示す様
な関係がある事が解った。
実験は、積層型熱交換器をエバポレータとして使用す
る事により行ない、第二のタンク22の下流側部分（第三
室31を構成する部分）に絞り板35を１枚のみ設ける事で
行なった。
る事により行ない、第二のタンク22の下流側部分（第三
室31を構成する部分）に絞り板35を１枚のみ設ける事で
行なった。
この実験から、絞り板35の開口面積（打ち抜き孔36或
はバーリング孔37の面積）が、この絞り板35を内側に固
定する第二のタンク22の最大断面積の1/3〜1/30の範囲
にあれば、熱交換器の性能が最も発揮出来る事が解る。
はバーリング孔37の面積）が、この絞り板35を内側に固
定する第二のタンク22の最大断面積の1/3〜1/30の範囲
にあれば、熱交換器の性能が最も発揮出来る事が解る。
又、例えば第二のタンク22の下流側半部で、第三室31
を構成する部分の内側に設ける絞り板35の数を、当該室
31を構成する折り返し流路18の数の1/2以下とする。
を構成する部分の内側に設ける絞り板35の数を、当該室
31を構成する折り返し流路18の数の1/2以下とする。
例えば、第二のタンク22の下流側半部を上流端とする
第三室31を構成する折り返し流路18、18が、第５図に示
す様に６本である場合、上記第二のタンク22の下流側半
部に設ける絞り板35、35の数は１〜３枚とする。
第三室31を構成する折り返し流路18、18が、第５図に示
す様に６本である場合、上記第二のタンク22の下流側半
部に設ける絞り板35、35の数は１〜３枚とする。
又、第５図に示す様に、第二のタンク22の下流側半部
に複数枚の絞り板35、35を固定する場合、下流側の絞り
板35の開口面積を、上流側の絞り板35の開口面積よりも
狭くする事で、上流側の折り返し流路18内に送り込まれ
る流体の量と、下流側の折り返し流路18内に送り込まれ
る流体の量とが、ほぼ等しくなる様にする事が好まし
い。
に複数枚の絞り板35、35を固定する場合、下流側の絞り
板35の開口面積を、上流側の絞り板35の開口面積よりも
狭くする事で、上流側の折り返し流路18内に送り込まれ
る流体の量と、下流側の折り返し流路18内に送り込まれ
る流体の量とが、ほぼ等しくなる様にする事が好まし
い。
更に、各絞り板35、35に設ける絞り流路は、必ずしも
絞り板35の中央部に設ける必要はなく、例えば第６図に
示す様に、絞り板35の端縁部に形成した切り欠き38を、
絞り流路として機能させる事も出来る。
絞り板35の中央部に設ける必要はなく、例えば第６図に
示す様に、絞り板35の端縁部に形成した切り欠き38を、
絞り流路として機能させる事も出来る。
この様に、絞り流路として機能する切り欠き38を、エ
バポレータとして使用する積層型熱交換器の使用時に、
絞り板35の下端縁部等、流体である冷媒中に混入した潤
滑油が滞留し易い部分に位置させた場合、この潤滑油が
第二のタンク22内に滞留するのを防止する事が出来る。
バポレータとして使用する積層型熱交換器の使用時に、
絞り板35の下端縁部等、流体である冷媒中に混入した潤
滑油が滞留し易い部分に位置させた場合、この潤滑油が
第二のタンク22内に滞留するのを防止する事が出来る。
即ち、冷房装置として使用される蒸気圧縮式冷凍機内
を流れる冷媒中には、コンプレッサを潤滑する為の潤滑
油を混入するが、この潤滑油は冷媒と共にエバポレータ
として機能する積層型熱交換器内にも流入し、この熱交
換器内で、冷媒の蒸発に伴なって分離する。
を流れる冷媒中には、コンプレッサを潤滑する為の潤滑
油を混入するが、この潤滑油は冷媒と共にエバポレータ
として機能する積層型熱交換器内にも流入し、この熱交
換器内で、冷媒の蒸発に伴なって分離する。
この様に熱交換器内で分離した潤滑油が、そのまま熱
交換器内に滞留した場合、コンプレッサに送り込まれる
潤滑油の量が不足する恐れがあるが、上述の様に、絞り
流路として機能する切り欠き38を潤滑油が滞留し易い部
分に位置させると、切り欠き38内を勢い良く通過する流
体の流れによって、上記潤滑油が後方に吹き飛ばされ、
第二のタンク22内に潤滑油が滞留する事が防止される。
交換器内に滞留した場合、コンプレッサに送り込まれる
潤滑油の量が不足する恐れがあるが、上述の様に、絞り
流路として機能する切り欠き38を潤滑油が滞留し易い部
分に位置させると、切り欠き38内を勢い良く通過する流
体の流れによって、上記潤滑油が後方に吹き飛ばされ、
第二のタンク22内に潤滑油が滞留する事が防止される。
尚、絞り板35を設ける位置は、第二のタンク22の下流
側半部で、第三室31の上流側端部に位置する部分が最も
好ましいが、第一のタンク21の上流側半部で、第一室29
の上流側端部に位置する部分に設ける事も出来る。
側半部で、第三室31の上流側端部に位置する部分が最も
好ましいが、第一のタンク21の上流側半部で、第一室29
の上流側端部に位置する部分に設ける事も出来る。
（発明の効果） 本発明の積層型熱交換器は、以上に述べた通り構成さ
れ作用するが、熱交換器を構成する、互いに並列な複数
の流路中に流れる流体の量を、ほぼ等しくする事が出来
て、熱交換器の性能向上を図ると共に、絞り板設置に伴
って潤滑油が熱交換器内に滞留するのを、絞り板の通孔
を下端縁の切欠きとすることにより防ぐ事が出来る。
れ作用するが、熱交換器を構成する、互いに並列な複数
の流路中に流れる流体の量を、ほぼ等しくする事が出来
て、熱交換器の性能向上を図ると共に、絞り板設置に伴
って潤滑油が熱交換器内に滞留するのを、絞り板の通孔
を下端縁の切欠きとすることにより防ぐ事が出来る。
第１〜６図は本発明の積層型熱交換器の実施例を示して
おり、第１図は熱交換器の下端部に位置する第二のタン
クの下流側半部に絞り板を設けた状態を示す、第13図の
Ａ−Ａ断面に相当する略縦断面図、第２〜３図は絞り板
の形状の２例を示す、それぞれ斜視図、第４図は絞り板
の開口面積と熱交換器の性能との関係を示す線図、第５
図は複数の絞り板の開口面積を変えた状態を示す、第１
図同様の断面図、第６図は絞り板の形状の別例を示す斜
視図、第７図は従来の積層型熱交換器の正面図、第８図
はこの熱交換器を構成する金属板の側面図、第９図は第
８図のＢ−Ｂ断面図、第10図は先発明に係る熱交換器の
部分分解斜視図、第11図は同じく組み立てた状態を示す
平面図、第12図は同じく側面図、第13図は流体の流れを
示す略斜視図、第14図は流体が偏って流れる状態を示
す、第１図同様の図である。 1:金属板、2:ユニット、3:平坦部、4:第一凹部、5:第二
凹部、6:第三凹部、７、8:通孔、9:凸部、10:入口管、1
1:出口管、12:扁平管部、13:フィン、14a、14b:突出
部、15:金属板、16:凹部、17:突起、18:折り返し流路、
19a、19b:接合部、20:素子、21:第一のタンク、22:第二
のタンク、23:接続孔、24:隔壁、25:入口室、26:出口
室、27:流体送り込み口、28:流体取り出し口、29:第一
室、30:第二室、31:第三室、32:第四室、33:底板、34:
天板、35:絞り板、36:打ち抜き孔、37:バーリング孔、3
8:切り欠き。
おり、第１図は熱交換器の下端部に位置する第二のタン
クの下流側半部に絞り板を設けた状態を示す、第13図の
Ａ−Ａ断面に相当する略縦断面図、第２〜３図は絞り板
の形状の２例を示す、それぞれ斜視図、第４図は絞り板
の開口面積と熱交換器の性能との関係を示す線図、第５
図は複数の絞り板の開口面積を変えた状態を示す、第１
図同様の断面図、第６図は絞り板の形状の別例を示す斜
視図、第７図は従来の積層型熱交換器の正面図、第８図
はこの熱交換器を構成する金属板の側面図、第９図は第
８図のＢ−Ｂ断面図、第10図は先発明に係る熱交換器の
部分分解斜視図、第11図は同じく組み立てた状態を示す
平面図、第12図は同じく側面図、第13図は流体の流れを
示す略斜視図、第14図は流体が偏って流れる状態を示
す、第１図同様の図である。 1:金属板、2:ユニット、3:平坦部、4:第一凹部、5:第二
凹部、6:第三凹部、７、8:通孔、9:凸部、10:入口管、1
1:出口管、12:扁平管部、13:フィン、14a、14b:突出
部、15:金属板、16:凹部、17:突起、18:折り返し流路、
19a、19b:接合部、20:素子、21:第一のタンク、22:第二
のタンク、23:接続孔、24:隔壁、25:入口室、26:出口
室、27:流体送り込み口、28:流体取り出し口、29:第一
室、30:第二室、31:第三室、32:第四室、33:底板、34:
天板、35:絞り板、36:打ち抜き孔、37:バーリング孔、3
8:切り欠き。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F28D 1/00 - 9/04 F28F 3/00 - 3/14 F25B 39/00 - 39/04
Claims (2)
- 【請求項１】一端縁に、互いに間隔を開けて１対の突出
部を形成した金属板の片面にＵ字形の凹部を、この凹部
の両端を上記１対の突出部の端縁に迄連続させた状態で
形成すると共に、この金属板を２枚１組とし、互いの凹
部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて互いに
液密に接合する事により、Ｕ字形の折り返し流路と、こ
の流路の両端に位置して端縁部から突出した１対の接合
部とを有する素子とし、複数の素子のそれぞれの接合部
を、第一、第二のタンクの側面にそれぞれ形成したスリ
ット状の接続孔に挿入して、各接合部の外周面と各接続
孔の内周縁とを互いに液密に接合すると共に、隣り合う
素子の間にフィンを設け、中間部を隔壁により仕切った
第一のタンクの一方の側に流体送り込み口を、他方の側
に流体取り出し口を、それぞれ設け、上記第一、第二の
タンクの少なくとも一方の内側で、流体が当該タンクの
軸方向に流れる部分に、このタンクの内側流路面積を絞
る絞り板を固定した積層型熱交換器に於いて、絞り板の
開口面積が、この絞り板を内側に固定するタンクの最大
断面積の1/3〜1/30の範囲である事を特徴とする積層型
熱交換器。 - 【請求項２】一端縁に、互いに間隔を開けて１対の突出
部を形成した金属板の片面にＵ字形の凹部を、この凹部
の両端を上記１対の突出部の端縁に迄連続させた状態で
形成すると共に、この金属板を２枚１組とし、互いの凹
部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて互いに
液密に接合する事により、Ｕ字形の折り返し流路と、こ
の流路の両端に位置して端縁部から突出した１対の接合
部とを有する素子とし、複数の素子のそれぞれの接合部
を、第一、第二のタンクの側面にそれぞれ形成したスリ
ット状の接続孔に挿入して、各接合部の外周面と各接続
孔の内周縁とを互いに液密に接合すると共に、隣り合う
素子の間にフィンを設け、中間部を隔壁により仕切った
第一のタンクの一方の側に流体送り込み口を、他方の側
に流体取り出し口を、それぞれ設け、上記第一、第二の
タンクの少なくとも一方の内側で、流体が当該タンクの
軸方向に流れる部分に、このタンクの内側流路面積を絞
る絞り板を固定した積層型熱交換器に於いて、絞り板の
下端縁に、絞り流路として機能する切欠きを形成した事
を特徴とする積層型熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2041124A JP2980631B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 積層型熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2041124A JP2980631B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 積層型熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03247993A JPH03247993A (ja) | 1991-11-06 |
| JP2980631B2 true JP2980631B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=12599702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2041124A Expired - Fee Related JP2980631B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 積層型熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2980631B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104296425A (zh) * | 2013-07-16 | 2015-01-21 | 三星电子株式会社 | 热交换器 |
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| DE69815616T2 (de) * | 1997-09-24 | 2004-05-13 | Showa Denko K.K. | Verdampfer |
| JP3131774B2 (ja) * | 1997-09-26 | 2001-02-05 | 漢拏空調株式会社 | 車両エアコン用の多重流動型凝縮器 |
| CA2323026A1 (en) * | 2000-10-10 | 2002-04-10 | Long Manufacturing Ltd. | Heat exchangers with flow distributing orifice partitions |
| JP2004162935A (ja) * | 2002-11-11 | 2004-06-10 | Japan Climate Systems Corp | 蒸発器 |
| JP2005241170A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 熱交換器 |
| JP4391348B2 (ja) * | 2004-07-16 | 2009-12-24 | ダイキン工業株式会社 | 熱交換器 |
| KR101104273B1 (ko) * | 2004-12-29 | 2012-01-13 | 한라공조주식회사 | 고압용 열교환기의 헤더탱크 |
| JP2006349309A (ja) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 冷凍サイクル用蒸発器 |
| JP5061026B2 (ja) * | 2008-05-21 | 2012-10-31 | 昭和電工株式会社 | 熱交換器 |
| DE102008038498A1 (de) * | 2008-08-20 | 2010-02-25 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug |
| JP2012052715A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 熱交換器 |
| JP6183100B2 (ja) * | 2013-09-25 | 2017-08-23 | 株式会社デンソー | 蓄冷熱交換器 |
| KR102512052B1 (ko) * | 2015-12-08 | 2023-03-20 | 엘지전자 주식회사 | 열교환기 |
| JP7263736B2 (ja) * | 2018-10-30 | 2023-04-25 | 株式会社デンソー | 熱交換器 |
-
1990
- 1990-02-23 JP JP2041124A patent/JP2980631B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104296425A (zh) * | 2013-07-16 | 2015-01-21 | 三星电子株式会社 | 热交换器 |
| US20150021003A1 (en) * | 2013-07-16 | 2015-01-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Heat exchanger |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03247993A (ja) | 1991-11-06 |
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|---|---|---|---|
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