JP3151505B2 - 積層型熱交換器 - Google Patents

積層型熱交換器

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JP3151505B2 JP23324894A JP23324894A JP3151505B2 JP 3151505 B2 JP3151505 B2 JP 3151505B2 JP 23324894 A JP23324894 A JP 23324894A JP 23324894 A JP23324894 A JP 23324894A JP 3151505 B2 JP3151505 B2 JP 3151505B2
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達也 花房
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-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
    • F28D1/02Heat-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
    • F28D1/03Heat-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
    • F28D1/0308Heat-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
    • F28D1/0325Heat-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 the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D1/0333Heat-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 the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another the plates having integrated connecting members
    • F28D1/0341Heat-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 the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another the plates having integrated connecting members with U-flow or serpentine-flow inside the conduits

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、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、この種の積層型エバポレータとし
て、字状の偏平管部形成用凹部およびこれの両端に連
りかつ底壁に流体通過用孔があけられた前後ヘッダ形
成用凹部を有する多数のプレートが、交互に凹部の向き
を変えて重ね合わせられることにより、並列状のU字状
偏平管部および前後ヘッダ部が形成されているものが知
られている。
【0003】そして、プレートには、偏平管部形成後に
冷媒の混合および整流のために多数の突起(リブ)を流
路方向に対して斜めに設けて、熱交換の性能向上を計っ
ていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
来の積層型エバポレータでは、その薄幅化に伴って、流
路内を通過していく間に気相と液相に分離して熱交換性
能が低下するという問題や、多数の突起(リブ)が存在
するため冷媒の圧力損失が上昇するという問題が生じて
いる。
【0005】この発明の目的は、気液分離を小さくして
熱交換性能を向上させ、かつ圧力損失を小さくした積層
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】第1の発明による積層型
熱交換器は、U字状の偏平管部形成用凹部およびこれの
両端に連なりかつ底壁に流体通過用孔があけられた前後
ヘッダ形成用凹部を有する多数のプレートが、交互に
の向きを変えて重ね合わせられることにより、並列状
のU字状偏平管部および前後ヘッダ部が形成されている
層型熱交換器において、凹部の開口同士が向き合わさ
れている一対のプレートのうち第1プレートの偏平管部
形成用凹部の前半部に、複数の仕切り形成用凸条が設け
られ、同第2プレートの偏平管部形成用凹部の後半部
に、一対のプレートの重ね合わせ状態において第1プレ
ートの前半部凸条に連なってU字状仕切りを形成する複
数の仕切り形成用凸条が設けられ、第2プレートの偏平
管部形成用凹部の前半部に、一対のプレートの重ね合わ
せ状態において第1プレートの前半部凸条と互い違いに
なる複数の仕切り形成用凸条が設けられ、第1プレート
の偏平管部形成用凹部の後半部に、一対のプレートの重
ね合わせ状態において第2プレートの前半部凸条に連な
ってU字状仕切りを形成する複数の仕切り形成用凸条が
設けられ、すべての仕切り形成用凸条が、上下にのびる
直線部およびこれの下端に連なりプレートの幅中央まで
のびる4分の1円弧部よりなりかつ偏平管部形成用凹部
の深さの略2倍の高さを有しており、各偏平管部内が複
数の独立したU字状流体流路に仕 切られるとともに、各
流体流路における直線状の前側流路部分と直線状の後側
流路部分との下端同士をつなぐ下側流路部分が半円弧状
とされていることを特徴とするものである。
【0007】第2の発明による積層型熱交換器は、U字
状の偏平管部形成用凹部およびこれの両端に連なりかつ
底壁に流体通過用孔があけられた前後ヘッダ形成用凹部
を有する多数のプレートが、交互に凹部の向きを変えて
重ね合わせられることにより、並列状のU字状偏平管部
および前後ヘッダ部が形成されている積層型熱交換器に
おいて、凹部の開口同士が向き合わされている一対のプ
レートのうち第1プレートの偏平管部形成用凹部の前半
部および第2プレートの偏平管部形成用凹部の後半部
に、上下にのびている複数の直線状凸条がそれぞれ設け
られ、第2プレートの偏平管部形成用凹部の前半部に、
一対のプレートの重ね合わせ状態において第1プレート
の前半部直線状凸条と互い違いになる複数の直線状凸条
が、第1プレートの偏平管部形成用凹部の後半部に、一
対のプレートの重ね合わせ状態において第1プレートの
後半部直線状凸条と互い違いになる複数の直線状凸条が
それぞれ設けられ、第1プレートの偏平管部形成用凹部
の前半部下端部に、一対のプレートの重ね合わせ状態に
おいて第2プレートの前半部直線状凸条の下端に連なり
第1プレートの幅中央までのびる複数の4分の1円弧状
凸条が、同後半部下端部に、一対のプレートの重ね合わ
せ状態において第2プレートの後半部直線状凸条の下端
に連なり第1プレートの幅中央までのびる複数の4分の
1円弧状凸条がそれぞれ設けられ、第2プレートの偏平
管部形成用凹部の前半部下端部に、一対のプレートの重
ね合わせ状態において第1プレートの前半部直線状凸条
の下端に連なり第2プレートの幅中央までのびる複数の
4分の1円弧状凸条が、同後半部下端部に、一対のプレ
ートの重ね合わせ状態において第1プレートの後半部直
線状凸条の下端に連なり第2プレートの幅中央までのび
る複数の4分の1円弧状凸条がそれぞれ設けられ、すべ
ての凸条が、偏平管部形成用凹部の深さの略2倍の高さ
を有しており、これらの凸条により、各偏平管部内が複
数の独立したU字状流体流路に仕切られるとともに、各
流体流路における直線状の前側流路部分と直線状の後側
流路部分との下端同士をつなぐ下側流路部分が半円弧状
とされている ことを特徴とするものである。
【0008】第1および第2の発明において、各プレー
トの下端の前後コーナー部に、プレートの周縁部と同じ
高さを有しかつプレートの正面よりみて略三角形状の前
後補強凸部が設けられていることが好ましい。
【0009】
【作用】第1および第2の発明の積層型熱交換器による
と、各偏平管部内が複数の独立したU字状流体流路に仕
切られているから、流体は隣り合う小流体流路間では混
ざりあうことはなく、かつ流体の流れに滞留部を生じる
ことなく、偏平管部内を流れる。したがって、気液分離
は1本の小流路内だけにとどまるため小さくなり、しか
も滞留部がないから流体の圧力損失の上昇を招くことが
ない。
【0010】また、各凸条は凹部の深さの略2倍の高さ
を有しているから、凸条の先端が平坦なプレート凹部底
壁に接合されるので、接合面積が大きくなり、プレート
の形状が簡単になる。
【0011】また、各流体流路における直線状の前側流
路部分と直線状の後側流路部分との下端同士をつなぐ下
側流路部分が半円弧状とされているから、一方の直線状
流路部分の下端部から下側流路部分を経て他方の直線状
流路部分の下端部に至るターン部分における流体の流れ
がスムーズになる。
【0012】また、前後補強凸部が設けられているもの
では、プレートの下端部の耐圧強度が増大する
【0013】
【実施例】つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて
説明する。
【0014】この明細書において、前後については、空
気の流れる方向(図1にXで示す)を基準として、風上
側を前、風下側を後というものとし、左右は風下に向か
って、すなわち図2の左右を左右というものとする。
【0015】図1〜図5は、第1の発明をカー・エアコ
ン用の積層型エバポレータ(1) に適用した実施例を示す
ものである。
【0016】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、字状の偏平
管部形成用凹部(8) およびこれの両端に連なりかつ底壁
(10a)(9a) に流体通過用孔(11)があけられた前後ヘッダ
形成用凹部(10)(9) を有する多数のプレート(2) が、交
互に凹部(8)(10)(9)の向きを変えて重ね合わせられる
とにより、並列状のU字状偏平管部(5) および前後ヘッ
ダ部(7)(6)が形成されており、すべての偏平管部(5) お
よびヘッダ部(7)(6)内を流体が流れるようになされてい
るものである。図1に示すように、後側のヘッダ部(6)
の左から約1/3の箇所(Jで示す)においては、後側
ヘッダ形成用凹部(9) の底壁(9a)に流体通過孔があけら
れておらず塞がれており、前側のヘッダ部(7) の右から
約1/3の箇所(Kで示す)においては、前側ヘッダ形
成用凹部(10)の底壁(10a) に流体通過孔があけられてお
らず塞がれている。
【0017】隣り合う偏平管部(5) 同士の間にはコルゲ
ートフィン(3) が介在されている。エバポレータ(1) の
左右両外側には、サイドプレート(19)がそれぞれ配置さ
れ、各サイドプレート(19)と偏平管部との間にもコルゲ
ートフィン(3) が介在されている。エバポレータ(1) の
左端には、後側のヘッダ部(6) に連通する流体導入パイ
プ(22)が設けられ、同右端には、前側のヘッダ部(7) に
連通する流体排出パイプ(23)が設けられている。両サイ
ドプレート(19)および各プレート(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。
【0018】各プレート(2) の偏平管部形成用凹部(8)
の中央部には、上下方向に長くかつプレート(2) の周縁
部(13)と同じ高さを有し偏平管部(5) 内の流体流路をU
字状とする仕切り(12)が、同凹部(8) の上端より下端寄
り部分まで設けられている。各プレート(2) の下端に
は、ヘッダ形成用凹部(10)(9) の深さに等しい間隔保持
用凸部(14)が設けられている。また、隣り合うプレート
(2) 同士のうち右側のプレート(2) では、後側のヘッダ
形成用凹部(9) の流体通過孔(11)に、バーリングにより
右方に向かって突出した縁部(11a) が設けられている。
そして、隣り合うプレート(2) 同士では、左右一対のプ
レート(2) の対向する仕切り(12)同士および同周縁部(1
3)同士が相互に突き合わせられてそれぞれ接合されてお
り、隣り合う偏平管部(5) の対向するプレート(2) 同士
では、ヘッダ形成用凹部(10)(9) の底壁(10a)(9a) 同士
および間隔保持用凸部(14)同士が相互に突き合わせられ
てそれぞれ接合され、後側のヘッダ部(6) においては、
流体通過孔(11)の突出縁部(11a) が対向する流体通過孔
(11)内に嵌め入れられている。
【0019】各偏平管部(5) 内は、後述するように、U
字状の仕切り(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38)によ
り、複数の独立したU字状流体流路(A)(B)(C)(D)(E)(F)
(G)(H)(I) に仕切られている。なお、左右で対をなすプ
レート(2) について、図3および図4では、これを第1
プレート(2a)と第2プレート(2b)とに区別して説明す
る。
【0020】すなわち、図を参照して、第1プレート
(2a)の偏平管部形成用凹部(8) の前半部に、第1凸条(3
1a) 、第3凸条(33a) 、第5凸条(35a) および第7凸条
(37a) が内側から順に設けられ、同後半部には、第2凸
条(32b) 、第4凸条(34b) 、第6凸条(36b) および第
凸条(38b) がそれぞれ内側から順に設けられている。
た、第2プレート(2b)の偏平管部形成用凹部(8) の前半
部に、第2凸条(32a)、第4凸条(34a) 、第6凸条(36a)
および第8凸条(38a) が内側から順に設けられ、同後
半部には、第1凸条(31b) 、第3凸条(33b) 、第5凸条
(35b) および第7凸条(37b) がそれぞれ内側から順に設
けられている。各凸条(31a)(31b)(32a)(32b)(33a)(33b)
(34a)(34b)(35a)(35b)(36a)(36b)(37a)(37b)(38a)(38b)
は、偏平管部形成用凹部(8) の深さの2倍の高さを有し
ている。したがって、各凸条(31a)(31b)(32a)(32b)(33
a)(33b)(34a)(34b)(35a)(35b)(36a)(36b)(37a)(37b)(38
a)(38b)の先端部が対向するプレート(2) の偏平管部
成用凹部(8) の底壁(8a)に接合される
【0021】そして、図4に示すように(第2プレート
(2b)を実線で、第1プレート(2a)の凸条を鎖線で示して
いる)、一対のプレート(2a)(2b)の重ね合わせ状態にお
いて、各第2凸条(32a)(32b)は、第1凸条(31a)(31b)と
第3凸条(33a)(33b)との間に、第4凸条(34a)(34b)は、
第3凸条(33a)(33b)と第5凸条(35a)(35b)との間に、第
6凸条(36a)(36b)は、第5凸条(35a)(35b)と第7凸条(3
7a)(37b)との間に、第8凸条(38a)(38b)は、第7凸条(3
7a)(37b)の外側に、それぞれ位置するように設けられて
いる。
【0022】第1プレート(2a)の第1凸条(31a) と第2
プレート(2b)第1凸(31b) とによって、一番内側の
仕切り(31)が形成される。同様にして、一対のプレート
の重ね合わせ状態において、第1プレート(2a)の前半部
凸条(31a)(33a)(33a)(37a)とこれに連なる第2プレート
(2b)の後半部凸条(31b)(33b)(35b)(37b)とにより、U字
状仕切り(31)(33)(35)(37)が形成され、さらに、第2プ
レート(2b)の前半部凸条(32a)(34a)(36a)(38a)とこれに
連なる第1プレート(2a)の後半部凸条(32b)(34b)(36b)
(38b)とにより、上記仕切り(31)(33)(35)(37)と互い違
いになるU字状仕切り(32)(34)(36)(38)が形成される。
そして、計8つの仕切り(31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)
(38)により、計9本の並列状のU字状流体流路(A)(B)
(C)(D)(E)(F)(G)(H)(I) が形成されている。
【0023】各凸条(31a)(31b)(32a)(32b)(33a)(33b)(3
4a)(34b)(35a)(35b)(36a)(36b)(37a)(37b)(38a)(38b)
は、直線部(131a)(132a)(133a)(134a)(135a)(136a)(137
a)(138a)およびこれに連なる4分の1円弧部(131b)(132
b)(133b)(134b)(135b)(136b)(137b)(138b)よりなるU字
のちょうど半分の形状を有している。これにより、各流
体流路(A)(B)(C)(D)(E)(F)(G)(H)(I) のターン部分(A1)
(B1)(C1)(D1)(E1)(F1)(G1)(H1)(I1)は半円弧状となって
いる。
【0024】各流体流路(A)(B)(C)(D)(E)(F)(G)(H)(I)
の断面は、図5に示すように偏平管部(5) に均等に液が
分布し、しかも偏平管部(5) とフィン(3) との接合面積
を確保するため、正方形に近い形とされている。また、
各流体流路(A)(B)(C)(D)(E)(F)(G)(H)(I) の断面積につ
いては、内側にあるもの(A) が最も大きくなされ、外側
にあるもの(I) が最も小さくなされ、中間にあるもの
(B)(C)(D)(E)(F)(G)(H)同士では、互いに等しいか内側
のほうが大きくなされている。すなわち、流路幅につい
て、例えば、(A) ≧(B) ≧(C) ≧(D) ≧(E) ≧(F) ≧
(G) ≧(H) >(I) というように最低どこか1か所で
「>」となっている。すべての箇所で「>」となってい
てもよい。これにより外側と内側の流速の均一化が図ら
れる。
【0025】なお、各プレート(2) の下端の前後コーナ
ー部には、プレート(2) の周縁部(13)と同じ高さを有し
かつプレート(2) の正面よりみて略三角形状の前後補強
凸部(15)が設けられている。
【0026】また、図4に示すように、偏平管部形成用
凹部(8) の内縁の高さ(Pで示す)が外縁の高さ(Qで
示す)よりも高くなされている。
【0027】図6および図7は、第2の発明の実施例を
示す。この実施例においても、左右で対をなすプレート
(40)について、図6では、これを同図において実線で示
す第1プレート(40a) と凸条だけを鎖線で示す第2プレ
ート(40b) とに区別して説明する。
【0028】図6に示す一対のプレート(40a)(40b)にお
いて、第1プレート(40a) 偏平管部形成用凹部(8) に
は、凹部(8) の深さの略2倍の高さを有する複数の凸条
(41a)(42a)(43a)(44a)(45a)(46a)(47a)(48a)(51a)(52a)
(53a)(54a)(55a)(56a)(57a)(58a)(41b)(42b)(43b)(44b)
(45b)(46b)(47b)(48b)(51b)(52b)(53b)(54b)(55b)(56b)
(57b)(58b)が設けられ、一対のプレート(40a)(40b)の重
ね合わせ後に、第1の発明の実施例と同様に、偏平管部
(5) 内に独立した並列状のU字状流体流路(A)(B)(C)(D)
(E)(F)(G)(H)(I) が形成されるものであるが、その凸条
(41a)(42a)(43a)(44a)(45a)(46a)(47a)(48a)(51a)(52a)
(53a)(54a)(55a)(56a)(57a)(58a)(41b)( 42b)(43b)(44b)
(45b)(46b)(47b)(48b)(51b)(52b)(53b)(54b)(55b)(56b)
(57b)(58b)の形が異なっている。すなわち、この実施例
では、第1の発明の実施例における凸条の直線部と4分
の1円弧部とが独立するように設けられている。
【0029】図6に示すように、第1プレート(40a) の
偏平管部形成用凹部(8) の前半部に、第1直線状凸条(4
1a) 、第3直線状凸条(43a) 、第5直線状凸条(45a)
よび第7直線状凸条(47a) が内側から順に設けられ、
2プレート(40b) の偏平管部形成用凹部(8) の後半部
に、第1直線状凸条(41b) 、第3直線状凸条(43b) 、第
5直線状凸条(45b) および第7直線状凸条(47b) が内側
から順に設けられている。そして、第1プレート(40a)
の偏平管部形成用凹部(8) の後半部には、重ね合わせた
さいに第2プレート(40b) の第1直線状凸条(41b) と第
3直線状凸条(43b) との間にくる第2直線状凸条(42b)
同じく第3直線状凸条(43b) と第5直線状凸条(45b)
との間にくる第4直線状凸条(44b) 同じく第5直線
状凸条(45b)と第7直線状凸条(47b) との間にくる第6
直線状凸条(46b) 、および第7直線状凸条(47b) の外側
にくる第8直線状凸条(48b) が、それぞれ内側から順に
設けられ、第2プレート(40b) の偏平管部形成用凹部
(8) の前半部には、重ね合わせたさいに第1プレート(4
0a) の第1直線状凸条(41a) と第3直線状凸条(43a) と
の間にくる第2直線状凸条(42a) 、同じく第3直線状凸
条(43a) と第5直線状凸条(45a) との間にくる第4直線
状凸条(44a) 、同じく第5直線状凸条(45a) と第7直線
状凸条(47a) との間にくる第6直線状凸条(46a) 、およ
び第7直線状凸条(47a) の外側にくる第8直線状凸条(4
8a) が、それぞれ内側から順に設けられている。
【0030】さらに、第1プレート(40a) の前半部のタ
ーン部分には、重ね合わせたさいに第2プレート(40b)
第2直線状凸条(42a) に連なる第2円弧状凸条(52a)
同じく第4直線状凸条(44a) に連なる第4円弧状凸
(54a) 同じく第6直線状凸条(46a) に連なる第6円
弧状凸条(56a) および同じく第8直線状凸条(48a) に連
なる第8円弧状凸条(58a) が設けられ、同後半部のター
ン部分には、重ね合わせたさいに第2プレート(40b) の
第1直線状凸条(41b) に連なる第1円弧状凸条(5 1b)
同じく第3直線状凸条(43b) に連なる第3円弧状凸条(5
3b) 同じく第5直線状凸条(45b) に連なる第5円弧状
凸条(55b) および同じく第7直線状凸条(47b) に連なる
第7円弧状凸条(57b) が設けられている。また、第2プ
レート(40b) の前半部のターン部分には、重ね合わせた
さいに第1プレート(40a) の第1直線状凸条(41a) に連
なる第1円弧状凸条(51a) 、同じく第3直線状凸条(43
a) に連なる第3円弧状凸条(53a) 、同じく第5直線状
凸条(45a) に連なる第5円弧状凸条(55a) および同じく
第7直線状凸条(47a) に連なる第7円弧状凸条(57a) が
設けられ、同後半部のターン部分には、重ね合わせたさ
いに第1プレート(40a)の第2直線状凸条(42b) に連な
る第2円弧状凸条(52b) 、同じく第4直線状凸条(44b)
に連なる第4円弧状凸条(54b) 、同じく第6直線状凸条
(46b) に連なる第6円弧状凸条(56b) および同じく第8
直線状凸条(48b) に連なる第8円弧状凸条(58b) が設け
られている。
【0031】こうして、第1プレート(40a) 前半部の直
線状凸条(41a)(43a)(45a)(47a)、第2プレート(40b) 前
半部の円弧状凸条(51a)(53a)(55a)(57a)、第1プレート
(40a) 後半部の円弧状凸条(51b)(53b)(55b)(57b)および
第2プレート(40b) 後半部の直線状凸条(41b)(43b)(45
b)(47b)によりU字状仕切り(71)(73)(75)(77)が形成さ
れ、これらの仕切り(71)(73)(75)(77)と互い違いになる
U字状仕切り(72)(74)(76)(78)が、第2プレート(40b)
前半部の直線状凸条(42a)(44a)(46a)(48a)、第1プレー
ト(40a) 前半部の円弧状凸条(52a)(54a)(56a)(58a)、第
2プレート(40b)後半部の円弧状凸条(52b)(54b)(56b)(5
8b)および第1プレート(40a) 後半部の直線状凸条(42b)
(44b)(46b)(48b)により形成されることにより、偏平管
部(5) 内に、第1の発明の実施例と全く同じ形状であ
り、ターン部分(A1)(B1)(C1)(D1)(E1)(F1)(G1)(H1)(I1)
が半円弧状となっている並列状のU字状流体流路(A)(B)
(C)(D)(E)(F)(G)(H)(I) が形成される。
【0032】また、この実施例でも、各プレート(2) の
下端の前後コーナー部には、プレート(2) の周縁部(13)
と同じ高さを有しかつプレート(2) の正面よりみて略三
角形状の前後補強凸部(17)(16)が設けられているが、こ
の実施例では、図7に示すように、後側の補強凸部(16)
には、内側に張り出したバーリング孔(61)があけられ、
同前側の補強凸部(17)には、隣り合うプレートを通常通
り重ね合わせたさいにこのバーリング孔(61)の突出縁部
(61a) が嵌め入れられる受け孔(62)があけられている。
したがって、バーリング孔(61)の突出縁部(61a) が受け
孔(62)に嵌め入れられることにより、プレート(2) の周
縁部をかしめることなくしかも精度良く、ろう付け前の
セット時および炉中における位置ずれが防止され、位置
ずれによるろう付け不良および内部回路不良が防止でき
る。そして、後側のヘッダ部(6)において、流体通過孔
(11)の突出縁部(11a) が対向する流体通過孔(11)内に嵌
め入れられていることと相俟って、エバポレータ(1) の
コア全体のずれの防止が可能となる。
【0033】第2の発明の実施例のその他の点は、上記
第1の発明の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て説明を省略す
る。
【0034】なお、各プレート(2)(40) に設けられる凸
条の形状は、上記第1および第2実施例のものに限られ
るものではなく、隣り合うプレート(2)(40) 同士が重ね
合わせられたさいには、並列状のU字状流体流路(A)(B)
(C)(D)(E)(F)(G)(H)(I) が形成されるものであれば、種
々の変更が可能である。上記第1および第2実施例に示
したプレート(2)(40) では、凸条が、隣り合うプレート
(2)(40) の重ね合わせ後に互い違いに位置して全体とし
て前後対称となるから、各プレートに設ける凸条の数が
少なくてすみ、従って各プレートの形状が簡単で、その
成形が容易であり、かつ製造コストを低減し得るという
効果を奏する。また、各プレート(2)(40) のU字状偏平
管部形成用凹部(8) の各凸条の先端部が対向するプレー
ト(2)(40) の凹部(8) の底壁(8a)に接合されているか
ら、接合面積が大きくなり、いわゆる点接触とならず、
線接触によって接合されるので、耐圧強度が増大する。
【0035】上記第1および第2実施例において、エバ
ポレータ(1) 左側の流体導入パイプ(22)より後側のヘッ
ダ部(6) に導入された流体(冷媒)は、これより偏平管
部(5) の内部に流入する。流体は、後側のヘッダ部(6)
の左から約1/3の箇所(Aで示す)までの間で、各偏
平管部(5) の内部を逆U字状に流れ、前側のヘッダ形成
用凹部(10)の底壁(10a) にあけられた流体通過孔(11)か
ら、その右方の前側ヘッダ部(7) へと進む。この間に流
体は混合され、各偏平管部(5) の内部を逆U字状に流
れ、さらに同箇所において後側のヘッダ形成用凹部(9)
の底壁(9a)にあけられた流体通過孔(11)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、前側のヘッダ部(7) か
ら流体排出パイプ(28)へと排出される。
【0036】一方、エバポレータ(1) の隣り合う偏平管
部(5) 同士の間あるいは偏平管部(5) とサイドプレート
(19)との間のコルゲートフィン(3) 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
(3) を介して流体と空気とが効率よく熱交換せられるも
のである。
【0037】流体(冷媒)は、気液分離状態で例えば気
3液7の体積比でエバポレータ(1)内に進入する。した
がって、後側ヘッダ部(6) 内では、比重差により液は下
方に滞留しており、偏平管部(5) 内には、幅方向にはほ
ぼ均一な気液分配率で流れ込む。偏平管部形成用凹部
(8) の内縁の高さ(図4においてPで示す)が外縁の高
さ(図4においてQで示す)よりも高いので、気体が優
先的に最内側の流体流路(A) に流される。偏平管部(5)
内で流体は沸騰し、気相率が増加していく。
【0038】各U字状偏平管部(5) 内を流体が流れると
き、流体は隣り合う流体流路(A)(B)(C)(D)(E)(F)(G)(H)
(I) 間では混ざりあうことはなく、かつ流体の流れに滞
留部を生じることなく、偏平管部(5) 内を流れる。した
がって、気液分離は1本の流体流路(A)(B)(C)(D)(E)(F)
(G)(H)(I) 内だけにとどまるため小さくなり、流体の圧
力損失の上昇を招くことがない。特に、ターン部分(A1)
(B1)(C1)(D1)(E1)(F1)(G1)(H1)(I1)での流体の流れがス
ムーズとなり、熱伝達率の向上を果たし得る。またU字
状偏平管部(5) のターン部分(A1)(B1)(C1)(D1)(E1)(F1)
(G1)(H1)(I1)の前後において流体の流れによどみや偏流
が生じることなく、オイル溜りも防止され、また、冷媒
と外気との平均温度の差が小さくなり、より一層熱伝達
率が向上する。
【0039】なお、この発明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。
【0040】
【発明の効果】この発明の積層型熱交換器によると、気
液分離は1本の流路内だけにとどまるため小さくなり、
熱交換性能が向上する。しかも、ターン部分での流体の
流れがスムーズで滞留部がないから流体の圧力損失の上
昇を招くことがなく、熱交換器を薄幅化することができ
る。
【0041】また、凸条は補強壁としての作用も有して
おり、耐圧強度が増大する。
【0042】また、接合面積が大きくなり、かつプレー
トの形状が簡単になるので、耐圧強度が増大し、かつ製
造がしやすくなる。
【0043】前後補強凸部が設けられているものでは、
より一層耐圧強度が増大する
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による積層型熱交換器の実施例を概略
的に示す斜視図である。
【図2】同熱交換器の後半部における垂直断面図であ
る。
【図3】同熱交換器を構成するプレートの実施例を示す
斜視図である。
【図4】一対のプレートの重ね合わせ状態を示す一部を
切欠いた要部拡大図である。
【図5】流路の断面図である。
【図6】プレートの変形例を示すもので、図4に対応す
要部拡大図である。
【図7】図6のVII-VII 線に沿う断面図である。
【符号の説明】
(1) 積層型エバポレータ (2)(2a)(2b) プレート (5) 偏平管部 (6) 後側ヘッダ部 (7) 前側ヘッダ部 (8) 偏平管部形成用凹部 (8a) 底壁 (9) 後側ヘッダ形成用凹部 (9a) 底壁 (10) 前側ヘッダ形成用凹部 (10a) 底壁 (11) 流体通過用孔(15)(16)(17) 前後補強凸部 (31)(32)(33)(34)(35)(36)(37)(38) 仕切り (31a)(33a)(35a)(37a) 第1プレート前半部凸条 (31b)(33b)(35b)(37b) 第2プレート後半部凸条 (32a)(34a)(36a)(38a) 第2プレート前半部凸条 (32b)(34b)(36b)(38b) 第1プレート後半部凸条 (131a)(132a)(133a)(134a)(135a)(136a)(137a)(138a)
直線部 (131b)(132b)(133b)(134b)(135b)(136b)(137b)(138b)
4分の1円弧部 (A)(B)(C)(D)(E)(F)(G)(H)(I) U字状流体流路(A1)(B1)(C1)(D1)(E1)(F1)(G1)(H1)(I1) ターン部分
(下側流路部分 ) (40)(40a)(40b) プレート(41a)(43a)(45a)(47a) 第1プレート前半部直線状凸条 (41b)(43b)(45b)(47b) 第2プレート後半部直線状凸条 (42a)(44a)(46a)(48a) 第2プレート前半部直線状凸条 (42b)(44b)(46b)(48b) 第1プレート後半部直線状凸条 (51a)(53a)(55a)(57a) 第2プレート前半部4分の1円
弧状凸条 (51b)(53b)(55b)(57b) 第1プレート後半部4分の1円
弧状凸条 (52a)(54a)(56a)(58a) 第1プレート前半部4分の1円
弧状凸条 (52b)(54b)(56b)(58b) 第2プレート後半部4分の1円
弧状凸条

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】字状の偏平管部形成用凹部(8) および
    これの両端に連なりかつ底壁(10a)(9a) に流体通過用孔
    (11)があけられた前後ヘッダ形成用凹部(10)(9) を有す
    る多数のプレート(2) が、交互に凹部(8)(10)(9)の向き
    を変えて重ね合わせられることにより、並列状のU字状
    偏平管部(5) および前後ヘッダ部(7)(6)が形成されてい
    る積層型熱交換器において、凹部(8)(10)(9)の開口同士が向き合わされている一対の
    プレート(2a)(2b)のうち第1プレート(2a)の偏平管部形
    成用凹部(8) の前半部に、複数の仕切り形成用凸条(31
    a)(33a)(35a)(37a)が設けられ、同第2プレート(2b)の
    偏平管部形成用凹部(8) の後半部に、一対のプレート(2
    a)(2b)の重ね合わせ状態において第1プレート(2a)の前
    半部凸条(31a)(33a)(33a)(37a)に連なってU字状仕切り
    (31)(33)(35)(37)を形成する複数の仕切り形成用凸条(3
    1b)(33b)(35b)(37b)が設けられ、第2プレート(2b)の偏
    平管部形成用凹部(8) の前半部に、一対のプレート(2a)
    (2b)の重ね合わせ状態において第1プレート(2a)の前半
    部凸条(31a)(33a)(35a)(37a)と互い違いになる複数の仕
    切り形成用凸条(32a)(34a)(36a)(38a)が設けられ、第1
    プレート(2a)の偏平管部形成用凹部(8) の後半部に、一
    対のプレート(2a)(2b)の重ね合わせ状態において第2プ
    レート(2b)の前半部凸条(32a)(34a)(36a)(38a)に連なっ
    てU字状仕切り(32)(34)(36)(38)を形成する複数の仕切
    り形成用凸条(32b)(34b)(36b)(38b)が設けられ、すべて
    の仕切り形成用凸条(31a)(33a)(35a)(37a)(31b)(33b)(3
    5b)(37b)(32a)(34a)(36a)(38a)(32b)(34b)(36b)(38b)
    が、上下にのびる直線部(131a)(132a)(133a)(134a)(135
    a)(136a)(137a)(138a)およびこれの下端に連なりプレー
    ト(2a)(2b)の幅中央までのびる4分の1円弧部(131b)(1
    32b)(133b)(134b)(135b)(136b)(137b)(138b)よりなりか
    つ偏平管部形成用凹部(8) の深さの略2倍の高さを有し
    ており、 各偏平管部(5) 複数の独立したU字状流
    流路(A)(B)(C)(D)(E)(F)(G)(H)(I) に仕切られるととも
    に、各流体流路(A)(B)(C)(D)(E)(F)(G)(H)(I) における
    直線状の前側流路部分と直線状の後側流路部分との下端
    同士をつなぐ下側流路部分(A1)(B1)(C1)(D1)(E1)(F1)(G
    1)(H1)(I1)が半 円弧状とされていることを特徴とする積
    層型熱交換器。
  2. 【請求項2】 U字状の偏平管部形成用凹部(8) および
    これの両端に連なりかつ底壁(10a)(9a) に流体通過用孔
    (11)があけられた前後ヘッダ形成用凹部(10)(9) を有す
    る多数のプレート(40)が、交互に凹部(8)(10)(9)の向き
    を変えて重ね合わせられることにより、並列状のU字状
    偏平管部(5) および前後ヘッダ部(7)(6)が形成されてい
    る積層型熱交換器において、 凹部(8)(10)(9)の開口同士が向き合わされている一対の
    プレート(40a)(40b)のうち第1プレート(40a) の偏平管
    部形成用凹部(8) の前半部および第2プレート(40b) の
    偏平管部形成用凹部(8) の後半部に、上下にのびている
    複数の直線状凸条(41a)(43a)(45a)(47a)(41b)(43b)(45
    b)(47b)がそれぞれ設けられ、第2プレート(40b) の偏
    平管部形成用凹部(8) の前半部に、一対のプレート(40
    a)(40b)の重ね合わせ状態において第1プレート(40a)
    の前半部直線状凸条(41a)(43a)(45a)(47a)と互い違いに
    なる複数の直線状凸条(42a)(44a)(46a)(48a)が、第1プ
    レート(40a) の偏平管部形成用凹部(8) の後半部に、一
    対のプレート(40a)(40b)の重ね合わせ状態において第1
    プレート(40a) の後半部直線状凸条(41b)(43b)(45b)(47
    b)と互い違いになる複数の直線状凸条(42b)(44b)(46b)
    (48b)がそれぞれ設けられ、第1プレート(40a) の偏平
    管部形成用凹部(8) の前半部下端部に、一対のプレート
    (40a)(40b)の重ね合わせ状態において第2プレート(40
    b) の前半部直線状凸条(42a)(44a)(46a)(46a)の下端に
    連なり第1プレート(40a) の幅中央までのびる複数の4
    分の1円弧状凸条(52a)(54a)(56a)(58a)が、同後半部下
    端部に、一対のプレート(40a)(40b)の重ね合わせ状態に
    おいて第2プレート(40b) の後半部直線状凸条(41b)(43
    b)(45b)(47b)の下端に連なり第1プレート(40a) の幅中
    央までのびる複数の4分の1円弧状凸条(51b)(53b)(55
    b)(57b)がそれぞれ設けられ、第2プレート(40b) の偏
    平管部形成用凹部(8) の前半部下端部に、一対のプレー
    ト(40a)(40b)の重ね合わせ状態において第1プレート(4
    0a) の前半部直線状凸条(41a)(43a)(45a)(47a)の下端に
    連なり第2プレート(40b) の幅中央までのびる複数の4
    分の1円弧状凸条(51a)(53a)(55a)(57a)が、同後半部下
    端部に、一対のプレート(40a)(40b)の重ね合わせ状態に
    おいて第1プレート(40a) の後半部直線状凸条(42b)(44
    b)(46b)(48b)の下端に連なり第2プレート(40b) の幅中
    央までのびる複 数の4分の1円弧状凸条(52b)(54b)(56
    b)(58b)がそれぞれ設けられ、すべての凸条(41a)(43a)
    (45a)(47a)(41b)(43b)(45b)(47b)(42a)(44a)(46a)(48a)
    (42b)(44b)(46b)(48b)(52a)(54a)(56a)(58a)(51b)(53b)
    (55b)(57b)(51a)(53a)(55a)(57a)(52b)(54b)(56b)(58b)
    が、偏平管部形成用凹部(8) の深さの略2倍の高さを有
    しており、これらの凸条(41a)(43a)(45a)(47a)(41b)(43
    b)(45b)(47b)(42a)(44a)(46a)(48a)(42b)(44b)(46b)(48
    b)(52a)(54a)(56a)(58a)(51b)(53b)(55b)(57b)(51a)(53
    a)(55a)(57a)(52b)(54b)(56b)(58b)により、各偏平管部
    (5) 内が複数の独立したU字状流体流路(A)(B)(C)(D)
    (E)(F)(G)(H)(I) に仕切られるとともに、各流体流路
    (A)(B)(C)(D)(E)(F)(G)(H)(I) における直線状の前側流
    路部分と直線状の後側流路部分との下端同士をつなぐ下
    側流路部分(A1)(B1)(C1)(D1)(E1)(F1)(G1)(H1)(I1)が半
    円弧状とされていることを特徴とする積層型熱交換器。
  3. 【請求項3】 各プレート(2a)(2b)(40a)(40b)の下端の
    前後コーナー部に、プレート(2a)(2b)(40a)(40b)の周縁
    部と同じ高さを有しかつプレート(2a)(2b)(40a)(40b)の
    正面よりみて略三角形状の前後補強凸部(15)(15)(16)(1
    7)が設けられている請求項1または2の積層型熱交換
    器。
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