JP4018280B2

JP4018280B2 - 熱交換器用偏平チューブ

Info

Publication number: JP4018280B2
Application number: JP1111299A
Authority: JP
Inventors: 仁一桧山; 正剛新浜
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2019-01-19
Also published as: JP2000205784A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用冷凍サイクルに採用されるコンデンサ、エバポレータ、ヒータや、ラジエータなどの熱交換器用偏平チューブに関し、さらに詳しくは、内側に向けて突出する複数の突部が形成された熱交換器用偏平チューブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱交換器用偏平チューブとしては、特開平７−１９７７４号公報記載に係るものが知られている。この熱交換器用偏平チューブは、図６に示すような構造である。この熱交換器用偏平チューブ１は、一方の表面から他方の表面側へ膨出する平面円形状の突出部２ａが予め所定の配列で形成された１枚のプレート２が中央で折曲げられて突出部２ａどうしが重なるように両端縁が重ね合わされ、接合部分が固定されてなる。なお、この熱交換器用偏平チューブ１では、プレート２がＵ字状に屈曲される部分の近傍に細長い突部２ｂが長手方向に沿って形成されており、細長い流路が設けられている。
【０００３】
この熱交換器用偏平チューブ１では、チューブ内を流通する熱交換媒体である流体が突出部２ａによって撹拌作用を受けて乱されて流路面積が大きくなることにより、熱交換率の向上が図られている。また、Ｕ字状に屈曲される部分近傍の耐圧強度を突部２ｂどうしの接合により強化が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の熱交換器用偏平チューブ１においては、図６に示したように、Ｕ字状に屈曲されたプレート２と突部２ｂ、２ｂとで区画された細長い流路では、熱交換媒体が層流状態で流れるため、熱交換率が著しく低くなるという不具合がある。このため、Ｕ字状に屈曲された部分の耐圧強度の向上が図れるものの、熱交換器用偏平チューブ１全体としての熱交換率が低下してしまうという問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明は耐久性が向上すると共に、熱交換率の高い熱交換用偏平チューブを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、互いに対向する偏平面の一方又は双方から内部に向けて突出する複数のビードが形成され、該ビードの頂部が他方の偏平側に接合して熱交換媒体の流路が形成され、長手方向の一方側から他方側へ熱交換媒体を流通させる熱交換機用偏平チューブであって、前記ビードは、前記長手方向に沿って熱交換媒体を複数の主流に画成する主ビードと、前記主ビードより小さく且つ前記主ビードで画成された前記主流中に乱流を発生させる副ビードと、を含み、前記主ビードおよび前記副ビードは、それぞれ幅方向に沿って列をなすと共に、これら主ビードの幅方向に沿う列と、副ビードの幅方向に沿う列とは、長手方向に沿って交互に配置され、前記長手方向に沿って隣接する前記列どうしは、一方の前記列の前記ビードが他方の前記列の前記ビードに対してオフセット配置され、且つ一方の前記列の前記ビードが他方の前記列の境界と一致又は該境界を越えるように配置されていることで、一方の前記列の隣接する前記ビードどうしの間に、他方の前記列の前記ビードが、入り込む形で配置されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の熱交換器用偏平チューブであって、前記主ビードは前記長手方向に沿って間欠的に配置・形成された径寸法の長い円柱状のビードであり、前記副ビードは前記長手方向に沿って間欠的に配置・形成された径寸法の短い円柱状のビードであることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の熱交換器用偏平チューブであって、前記主ビードは前記長手方向に沿って間欠的に配置・形成された前記長手方向に細長いビードであり、前記副ビードは円柱状のビードであることを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、主ビードで熱交換媒体を複数の主流に分けて流すと共に、副ビードでこれらの主流中に乱流を発生させるため、熱交換率を向上させることができる。また、主ビードと副ビードとがそれぞれ幅方向に列をなし、これらの列が長手方向に沿って交互に配置されているため、それぞれ主ビードどうし、副ビードどうしを近接して配置することができ、主流の流通速度を確保しつつ乱流を発生させることができる。このため、流通抵抗を増大させることなく、熱交換率の向上を図ることができる。また、主ビードの幅方向の列と副ビードの幅方向の列とがオフセット配置されているため、ビードの分布密度を高めることができ耐圧強度をさらに向上することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の作用・効果に加えて、主ビードが径寸法の長い円柱形状であり、この主ビードが長手方向に沿って間欠的に形成されているため、熱交換器用偏平チューブの耐圧強度を向上させる効果がある。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の作用・効果に加えて、主ビードが長手方向に沿って細長いビードであるため、この主ビードのうち幅方向の両側に位置するものが熱交換器用偏平チューブのプレートの折り曲げ部分の強度を補強するため、耐圧強度を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る熱交換器用偏平チューブの詳細を図面に示す各実施形態に基づいて説明する。
【００１７】
（実施形態１）
図１〜図２は、本発明を例えば自動車用冷凍サイクルに採用されるコンデンサの熱交換器用偏平チューブに適用した実施形態１を示している。なお、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の熱交換器用偏平チューブ１１は、長方形状の１枚のプレート１２を中央で折り曲げて内部に熱交換媒体としての冷媒の流路を形成するように両側縁どうしを重ね合わせて構成されている。
【００１９】
また、図１および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート１２の互いに平行をなす面には、対向する位置に頂部どうしが当接して接合される径寸法の大きい主ビードとしてのビード１３と、径寸法の小さい副ビードとしてのビード１４とが列をなすように形成され、ビード１３の列とビード１４の列が交互に配置されている。対向する一対のビード１３、１３は、それぞれの頂部１３Ａとうしがろう付けされてる。また、ビード１４、１４は、それぞれの頂部１４Ａどうしががろう付けされている。これらビード１３、１４は、予めプレート１２に対して、折り曲げた際にチューブ内側となる方向に向けて突出するようにディンプル加工により形成されている。
【００２０】
そして、これらビード１３、１４は、平面形状が円形であり、チューブ内を流通する冷媒の流通経路を長くすると共に、熱交換器用偏平チューブ１１の熱交換表面積の拡大とこの熱交換器用偏平チューブ１１の剛性を高めている。
【００２１】
また、プレート１２の接合される周縁部１２Ａどうしも、ビード１３、１４と同様にろう付けにより固定されている。このような熱交換器用偏平チューブ１１は、外観が略長方形の板状に形成され、図示しないが、この熱交換器用偏平チューブ１１の長手方向の一方の端部には冷媒を導入する導入口が形成され、他方の端部には冷媒が導出される導出口が形成されている。
【００２２】
次に、図１を用いて本実施形態１の熱交換器用偏平チューブ１１におけるビード１３、１４の配列について説明する。本実施形態では、熱交換器用偏平チューブ１１における長手方向に対して直角をなす方向に並ぶビード１３の列とビード１４の列とは、長手方向に向けて交互に配置されている。そして、径寸法の大きいビード１３の列のビード数は、径寸法の小さいビード１４の列のビード数より１つ多く設定されている。また、径寸法の小さいビード１４は、隣接する径寸法の大きいビード１３の列のビード１３どうしの間の位置に対応する位置に配置されている。このため、径寸法の小さいビード１４は、ビード１３の分布に比較して熱交換器用偏平チューブ１１の幅方向における中央側に分布している。また、長手方向に沿って隣接する列どうしは、境界で接するかまたは重なり合うように設定されている。すなわち、相隣接する列どうしでは、ビード１３がビード１４、１４で挟まれる領域に接するかその領域内に入り込んだ位置に形成されている。
【００２３】
なお、本実施形態１では熱交換器用偏平チューブ１１の幅方向の列のビード１３の数が３つのものと２つのものがある例であるが、ビード１３の数は熱交換器用偏平チューブ１１の幅寸法に応じて適宜変更が可能である。
【００２４】
このような配置でビード１３を形成したことにより、図１に示すように同列のビード１３どうしの間を主流として流通する冷媒は隣接する列のビード１４で左右方向に分流されて複雑な乱流を生じる。また、径寸法の大きいビード１３の列どうしが長手方向に沿って近接して配置されているため、熱交換器用偏平チューブ１１の幅方向の両側では接合面積の高いビード１３どうしの接合力で耐圧強度を向上できる。このように、熱交換器用偏平チューブ１１の幅方向の中央部で主に乱流を発生させることで、熱交換器用偏平チューブ１１における熱交換率を高めることができる。加えて、本実施形態では、熱交換器用偏平チューブ１１の長手方向に直角の方向のビード１３の列どうしの間隔が０または負の値あるため、ビード１３の存在しない平坦な部分の面積が少なく、流体圧力に対する耐久性をさらに高くすることができる。
【００２５】
（実施形態２）
図３は本発明に係る熱交換器用偏平チューブの実施形態２を示している。本実施形態２の熱交換器用偏平チューブ２１は、上記した実施形態１と同様に、長方形状の１枚のプレート２２を中央で折り曲げて内部に熱交換媒体としての冷媒の流路を形成するように両側縁どうしを重ね合わせて構成されている。
【００２６】
本実施形態２においては、図３に示すように、長手方向に直角な方向に沿って並ぶ隣接する主ビードとしてのビード２３の列と副ビードとしてのビード２４の列どうしはそれぞれのビードの位置がオフセットになるように形成されている。本実施形態では、ビード２３が長手方向に平行をなす細長いものであり、ビード２４が径寸法の短い円柱状のものである。そして、本実施形態のビード２３の列とビード２４の列との境界は接するように近接して形成されている。
【００２７】
このような構成の本実施形態２では、熱交換器用偏平チューブ２１の幅方向の両側に細長いビード２３が長手方向に沿って近接して形成されているため、実施形態１よりもさらに幅方向の両側部分で流体圧力に対する耐久性が高くなっている。また、本実施形態では、幅方向に並ぶビード２３、２３どうしの間を流れる流体は、ビード２４で左右に分けられるため、乱流が発生し易くなっており、熱交換率の向上が図られている。
【００２８】
（実施形態３）
図４は、本発明に係る熱交換器用偏平チューブの実施形態３を示している。本実施形態の熱交換器用偏平チューブ３１では、同図に示すように、幅方向の中央寄りに長手方向に平行な２つの細長い（長円形の）主ビードとしてのビード３３が並ぶ列と、この列に隣接して３つの円形状の副ビードとしてのビード３４が並ぶ列と、がある。それぞれ隣接する列どうしは、同図に示すようにオフセット配置で互いに所定距離だけ重なり合うように配置されている。
【００２９】
本実施形態３では、長円形のビード３３どうしの間を流通する流体が円形状のビード３４で左右に分けられるため、乱流が発生し易くなっている。このため、冷媒流体は幅方向中央においても層流を生じることなく乱流となるため、熱交換率を高めることができる。
【００３０】
（実施形態４）
図５は、本発明に係る熱交換器用偏平チューブの実施形態４を示している。本実施形態４の熱交換器用偏平チューブ４１では、上記した実施形態３のビード配置において、ビード３３の外側に小径の円形状のビード３５が形成されたものであり、他の構成は上記した実施形態３と同様である。
【００３１】
本実施形態４では、上記した実施形態３の作用に加えて、ビード３５が形成されているため、幅方向両側での流れが乱流となり易く、熱交換率をさらに向上することができる。
【００３２】
以上、実施形態１〜実施形態４について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、構成の要旨に付随する各種の変更が可能である。例えば、上記した各実施形態ではプレートの偏平面の両側からビードを突出させて頂部どうしを接合した構成としたが、一方の偏平面からのみとビードを突出させた構成としても勿論よい。また、本発明は、自動車の冷凍サイクルに採用されるコンデンサの他に、例えばエバポレータ、ヒータや、ラジエータなどの熱交換器用の偏平チューブに適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱交換器用偏平チューブの実施形態１の要部平面図。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面図。
【図３】実施形態２の熱交換器用偏平チューブの要部平面図。
【図４】本発明に係る熱交換器用偏平チューブの実施形態３の要部平面図。
【図５】本発明に係る熱交換器用偏平チューブの実施形態４の要部平面図。
【図６】従来の熱交換器用偏平チューブの要部斜視図。
【符号の説明】
１１、２１、３１熱交換器用偏平チューブ
１２、２２、３２プレート
１３、２３、３３ビード（主ビード）
１４、２４、３４ビード（副ビード）
３５ビード

Claims

互いに対向する偏平面の一方又は双方から内部に向けて突出する複数のビード（１３、１４）が形成され、該ビード（１３、１４）の頂部が他方の偏平側に接合して熱交換媒体の流路が形成され、長手方向の一方側から他方側へ熱交換媒体を流通させる熱交換機用偏平チューブ（１１）であって、
前記ビード（１３、１４）は、前記長手方向に沿って熱交換媒体を複数の主流に画成する主ビード（１３）と、前記主ビード（１３）より小さく且つ前記主ビード（１３）で画成された前記主流中に乱流を発生させる副ビード（１４）と、を含み、
前記主ビード（１３、２３、３３）および前記副ビード（１４、２４、３４）は、それぞれ幅方向に沿って列をなすと共に、これら主ビード（１３、２３，３３）の幅方向に沿う列と、副ビード（１４、２４、３４）の幅方向に沿う列とは、長手方向に沿って交互に配置され、
前記長手方向に沿って隣接する前記列どうしは、一方の前記列の前記ビード（１３、２３、３３）が他方の前記列の前記ビード（１４、２４、３４）に対してオフセット配置され、且つ一方の前記列の前記ビード（１３、２３、３３）が他方の前記列の境界と一致又は該境界を越えるように配置されていることで、一方の前記列の隣接する前記ビード（１３、２３、３３）どうしの間に、他方の前記列の前記ビード（１４、２４、３４）が、入り込む形で配置されていることを特徴とする熱交換器用偏平チューブ。
前記主ビード（１３）は前記長手方向に沿って間欠的に配置・形成された径寸法の長い円柱状のビードであり、前記副ビード（１４）は前記長手方向に沿って間欠的に配置・形成された径寸法の短い円柱状のビードであることを特徴とする請求項１記載の熱交換機用偏平チューブ。
前記主ビード（２３、３３）は前記長手方向に沿って間欠的に配置・形成された前記長手方向に細いビードであり、前記副ビード（２４、３４）は円柱状のビードであることを特徴とする請求項１記載の熱交換機用偏平チューブ。