JP4179092B2 - 熱交換器 - Google Patents
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Description
複数の通路穴は、円柱状の半径方向の中心側に位置する中心側の通路穴(21)と、中心側の通路穴(21)に対して円柱状の半径方向の一方および他方の両外側に位置する両外側の通路穴(22、23)とから構成され、
中心側の通路穴(21)は、円柱状の半径方向に一直線上に並列配置された複数の穴であり、また、両外側の通路穴(22、23)は中心側の通路穴(21)に沿って一直線上に並列配置された複数の穴であり、
両外側の通路穴(22、23)により円柱状の長手方向に延びる第1流体通路(16a)が形成され、
中心側の通路穴(21)により円柱状の長手方向に延びる第2流体通路(16b)が形成され、
中心側の通路穴(21)相互間を連通する連通穴(24)が熱交換用本体部材(20)に円柱状の半径方向に向くように設けられ、
第2流体通路(16b)に流体を入出させるコネクタ部(25)が連通穴(24)と連通するようにして円柱状の側面部に配置され、
熱交換用本体部材(20)において円柱状の長手方向の両端部には、中心側の通路穴(21)を閉塞する補助キャップ部材(27)、および両外側の通路穴(22、23)と連通する内部空間(29)を有する主キャップ部材(28)が接合され、
主キャップ部材(28)に、内部空間(29)を通して第1流体通路(16a)に流体を入出させる別のコネクタ部(31)が備えられていることを特徴とする。
また、熱交換用本体部材(20)の長手方向端部に接合される主キャップ部材(28)を用いて、第1流体通路(16a)側の別のコネクタ部(31)を配置できる。
また、中心側の通路穴(21)は、円柱状の半径方向に一直線上に並列配置された複数の穴であるから、中心側の通路穴(21)を連通させる連通穴(24)は直線形状でよく、簡単に穴あき加工できる。
複数の通路穴は、円柱状の半径方向の中心側に位置する中心側の通路穴(21)と、中心側の通路穴(21)に対して円柱状の半径方向の一方および他方の両外側に位置する両外側の通路穴(22、23)とから構成され、
中心側の通路穴(21)は、円柱状の半径方向に一直線上に並列配置された複数の穴であり、また、両外側の通路穴(22、23)は中心側の通路穴(21)に沿って一直線上に並列配置された複数の穴であり、
両外側の通路穴(22、23)により円柱状の長手方向に延びる第1流体通路(16a)が形成され、
中心側の通路穴(21)により円柱状の長手方向に延びる第2流体通路(16b)が形成され、
中心側の通路穴(21)相互間を連通する第1連通穴(24)が熱交換用本体部材(20)に円柱状の半径方向に向くように設けられ、
両外側の通路穴(22、23)のうち、円柱状の半径方向の一方側の通路穴(22)相互間を連通する第2連通穴(33)および円柱状の半径方向の他方側の通路穴(23)相互間を連通する第3連通穴(34)が熱交換用本体部材(20)に第1連通穴(24)と平行な方向に向くように設けられ、
第1流体通路(16a)に流体を入出させるコネクタ部(31)が第2連通穴(33)および第3連通穴(34)と連通するようにして円柱状の側面部に配置され、
第2流体通路(16b)に流体を入出させる別のコネクタ部(25)が第1連通穴(24)と連通するようにして円柱状の側面部において第1流体通路(16a)側のコネクタ部(31)の反対側部位に配置され、
熱交換用本体部材(20)の円柱状の長手方向両端部には、中心側の通路穴(21)および両外側の通路穴(22、23)の全部を閉塞するキャップ部材(28)が接合されていることを特徴とする。
円柱状の側面部に配置されるコネクタ部(25、31)を前記平坦面(20a)に配置すれば、コネクタ部(25、31)を円柱状の熱交換用本体部材(20)に対しても平坦面(20a)にて容易に接合できる。
(第1実施形態)
図1は本実施形態による内部熱交換器を備える車両用空調装置の冷凍サイクルを示すもので、冷凍サイクルは、冷媒としてCO2冷媒を用いるCO2サイクルにて構成されている。圧縮機10はプーリ10a等を介して車両エンジン(図示せず)により駆動されるもので、冷媒(CO2)を吸入し、その吸入した冷媒を冷媒の臨界圧力以上にまで圧縮する。
第1実施形態では、高圧冷媒通路16b側のコネクタ部25を円柱状熱交換本体部材20の外周面(側面部)に配置し、低圧冷媒通路16a側のコネクタ部31を主キャップ部材28に配置しているが、第2実施形態では、図4、図5に示すように高圧冷媒通路16b側のコネクタ部25および低圧冷媒通路16a側のコネクタ部31を両方とも円柱状熱交換本体部材20の外周面(側面部)に配置する。
図6は第3実施形態であり、第1、第2実施形態における低圧冷媒通路16を構成する3個の上側通路穴22および3個の下側通路穴23をそれぞれ扁平断面形状(長円状)からなる1個の扁平穴にて構成している。この通路穴22、23の扁平断面形状は中央部の4個の通路穴21の配列方向(円柱状熱交換本体部材20の径方向)に沿って延びる形状になっている。
第1、第2実施形態では、円柱状熱交換本体部材20の中央部に位置する4個の通路穴21により高圧冷媒通路16bを構成しているが、第4実施形態では図7に示すように、円柱状熱交換本体部材20の中央部に2個の断面楕円状の通路穴21を設けて、この2個の断面楕円状の通路穴21を連通穴24によりコネクタ部25の連通穴26に連通している。このようにしても第1実施形態と同様の効果を発揮できる。
図8は第5実施形態であり、第1、第2実施形態における低圧冷媒通路16aを構成する通路穴22、23と、高圧冷媒通路16bを構成する通路穴21の配置形態を変更している。すなわち、第5実施形態では、高圧冷媒通路16bを構成する通路穴21を断面楕円状の1個の穴とし、この1個の断面楕円状の通路穴21を円柱状熱交換本体部材20の中心部から外周面側、すなわち、コネクタ部25の接合部位側に偏って配置している。
第5実施形態では、断面楕円状の通路穴21を1個設けるとともに、この通路穴21の楕円状の長軸方向を連通穴24の穴開け方向(冷媒流れ方向)と一致させているが、第6実施形態では図9に示すように、断面楕円状の通路穴21を2個設けるとともに、この通路穴21の楕円状の長軸方向を連通穴24の穴開け方向(冷媒流れ方向)に対して垂直な方向に設定している。このようにしても第5実施形態と同様に、連通穴24の穴開け加工を簡単にすることができる。
上記の各実施形態では、熱交換本体部材20を円柱状に形成しているが、本発明熱交換器は熱交換本体部材20を円柱状以外の種々な柱形状にて構成できる。
図11は第8実施形態を示すもので、図11(a)は分解斜視図で、図11(b)は図11(a)のB−B断面図(高圧冷媒側コネクタ部25の断面図)である。第8実施形態では、第7実施形態に対して熱交換本体部材20および主キャップ部材28の断面形状を四角形にしている。
図12は第9実施形態を示すもので、主キャップ部材28の外周面に低圧冷媒側のコネクタ部31を一体成形したものである。具体的には、アルミニウム合金の鍛造加工等により主キャップ部材28と低圧冷媒側コネクタ部31との一体構造を成形する。なお、主キャップ部材28の連通穴30(図3(c)参照)とコネクタ部31の連通穴32は一度の穴開け加工により加工できる。
図13は第10実施形態を示すもので、主キャップ部材28に補助キャップ部材27を一体成形している。すなわち、主キャップ部材28の内部空間29の底面部に補助キャップ部材27を円柱状に突き出すように一体成形している。この一体成形も具体的にはアルミニウム合金の鍛造加工等により行う。
図14は第11実施形態を示すもので、高圧冷媒側コネクタ部25と低圧冷媒側コネクタ部31とを1つのコネクタ部35として一体成形している。すなわち、略直方体状の形状からなる1つのコネクタ部35に、高圧冷媒側の連通穴26および低圧冷媒側の連通穴32を開けるとともに、このコネクタ部35に段付き状の2つの平坦面35a、35bを形成している。そして、連通穴26側の平坦面35aを熱交換本体部材20の平坦面20aに接合し、連通穴32側の平坦面35bを主キャップ部材28の平坦面28aに接合している。
図15は第12実施形態を示すもので、熱交換本体部材20における通路穴21〜23の断面形状を矩形状にしている。すなわち、通路穴21〜23は上記各実施形態のような断面円形穴に限らず、矩形状してよい。さらには、通路穴21〜23を多角形状にしてもよい。
図16は第13実施形態を示すもので、冷凍サイクルの冷媒と水との間で熱交換を行う水冷媒熱交換器160に本発明を適用したものである。
なお、前述した第1〜第12実施形態では、柱状の熱交換本体部材20の中央部の通路穴21により高圧冷媒通路16bを構成し、この中央部の通路穴21の周りに位置する通路穴22、23により低圧冷媒通路16aを構成しているが、各通路穴の形状、大きさ、個数の変更等によって、柱状の熱交換本体部材20の中央部の通路穴21により低圧冷媒通路16aを構成し、この中央部の通路穴21の周りに位置する通路穴22、23により高圧冷媒通路16bを構成するようにしてもよい。
16b…高圧冷媒通路(第2流体通路)、20…熱交換用本体部材、
21〜23…通路穴、25、31…コネクタ部。
Claims (8)
- 円柱状の単一素材により構成される熱交換用本体部材(20)に、前記円柱状の長手方向に延びる複数の通路穴(21〜23)が形成され、
前記複数の通路穴は、前記円柱状の半径方向の中心側に位置する中心側の通路穴(21)と、前記中心側の通路穴(21)に対して前記円柱状の半径方向の一方および他方の両外側に位置する両外側の通路穴(22、23)とから構成され、
前記中心側の通路穴(21)は、前記円柱状の半径方向に一直線上に並列配置された複数の穴であり、また、前記両外側の通路穴(22、23)は前記中心側の通路穴(21)に沿って一直線上に並列配置された複数の穴であり、
前記両外側の通路穴(22、23)により前記円柱状の長手方向に延びる第1流体通路(16a)が形成され、
前記中心側の通路穴(21)により前記円柱状の長手方向に延びる第2流体通路(16b)が形成され、
前記中心側の通路穴(21)相互間を連通する連通穴(24)が前記熱交換用本体部材(20)に前記円柱状の半径方向に向くように設けられ、
前記第2流体通路(16b)に流体を入出させるコネクタ部(25)が前記連通穴(24)と連通するようにして前記円柱状の側面部に配置され、
前記熱交換用本体部材(20)において前記円柱状の長手方向の両端部には、前記中心側の通路穴(21)を閉塞する補助キャップ部材(27)、および前記両外側の通路穴(22、23)と連通する内部空間(29)を有する主キャップ部材(28)が接合され、
前記主キャップ部材(28)に、前記内部空間(29)を通して前記第1流体通路(16a)に流体を入出させる別のコネクタ部(31)が備えられていることを特徴とする熱交換器。 - 前記補助キャップ部材(27)と前記主キャップ部材(28)が一体成形されていることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
- 前記主キャップ部材(28)と前記第1流体通路(16a)側の別のコネクタ部(31)が一体成形されていることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
- 前記第2流体通路(16b)側のコネクタ部(25)と前記第1流体通路(16a)側の別のコネクタ部(31)が1つのコネクタ部(35)として一体成形されていることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
- 円柱状の単一素材により構成される熱交換用本体部材(20)に、前記円柱状の長手方向に延びる複数の通路穴(21〜23)が形成され、
前記複数の通路穴は、前記円柱状の半径方向の中心側に位置する中心側の通路穴(21)と、前記中心側の通路穴(21)に対して前記円柱状の半径方向の一方および他方の両外側に位置する両外側の通路穴(22、23)とから構成され、
前記中心側の通路穴(21)は、前記円柱状の半径方向に一直線上に並列配置された複数の穴であり、また、前記両外側の通路穴(22、23)は前記中心側の通路穴(21)に沿って一直線上に並列配置された複数の穴であり、
前記両外側の通路穴(22、23)により前記円柱状の長手方向に延びる第1流体通路(16a)が形成され、
前記中心側の通路穴(21)により前記円柱状の長手方向に延びる第2流体通路(16b)が形成され、
前記中心側の通路穴(21)相互間を連通する第1連通穴(24)が前記熱交換用本体部材(20)に前記円柱状の半径方向に向くように設けられ、
前記両外側の通路穴(22、23)のうち、前記円柱状の半径方向の一方側の通路穴(22)相互間を連通する第2連通穴(33)および前記円柱状の半径方向の他方側の通路穴(23)相互間を連通する第3連通穴(34)が前記熱交換用本体部材(20)に前記第1連通穴(24)と平行な方向に向くように設けられ、
前記第1流体通路(16a)に流体を入出させるコネクタ部(31)が前記第2連通穴(33)および前記第3連通穴(34)と連通するようにして前記円柱状の側面部に配置され、
前記第2流体通路(16b)に流体を入出させる別のコネクタ部(25)が前記第1連通穴(24)と連通するようにして前記円柱状の側面部において前記第1流体通路(16a)側のコネクタ部(31)の反対側部位に配置され、
前記熱交換用本体部材(20)の前記円柱状の長手方向両端部には、前記中心側の通路穴(21)および前記両外側の通路穴(22、23)の全部を閉塞するキャップ部材(28)が接合されていることを特徴とする熱交換器。 - 前記熱交換用本体部材(20)は前記円柱状の単一素材の外周面の少なくとも一部に平坦面(20a)を有しており、
前記円柱状の側面部に配置される前記コネクタ部(25、31)が前記平坦面(20a)に配置されることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の熱交換器。 - 請求項1ないし6のいずれか1つに記載の熱交換器により構成され、
前記第1流体通路(16a)および前記第2流体通路(16b)のいずれか一方に低圧冷媒が流れ、他方に高圧冷媒が流れることを特徴とする冷凍サイクルの内部熱交換器。 - 請求項1ないし6のいずれか1つに記載の熱交換器により構成され、
前記第1流体通路(16a)および前記第2流体通路(16b)のいずれか一方に冷凍サイクルの冷媒が流れ、他方に水が流れることを特徴とする冷凍サイクルの水冷媒熱交換器。
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