JP4018280B2 - 熱交換器用偏平チューブ - Google Patents
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Description
【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 (3)
- 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。
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