JP4195577B2

JP4195577B2 - 熱交換器及び空気調和装置

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Publication number: JP4195577B2
Application number: JP2002128760A
Authority: JP
Inventors: 康修上坊寺
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2022-04-30
Also published as: JP2003322487A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器及びその熱交換器を備えた空気調和装置に関し、特に蒸発器としての熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記の熱交換器としては、車両用の空気調和装置に使用されるものとして、図７、図８に示す熱交換器が知られている。
図７に示す熱交換器１０は、右側タンク部１１と、中央タンク部１２と、左側タンク部１３と、右側タンク部１１と左側タンク部１３とを繋ぐ複数の冷媒管路１４とを備え、各冷媒管路１４の間にはコルゲートフィン１５が備えられている。また、図８に示すように、熱交換器１０は、第一ブロック１６と第二ブロック１７とに分けられ、左側タンク部１３は、第一ブロック１６と第二ブロック１７との間の仕切り部１８で仕切られ、右側タンク部１１は、熱交換器１０の両端で閉じられている。
【０００３】
上記の構成からなる熱交換器１０においては、液冷媒は、一度、中央タンク部１２を通って熱交換器１０上を通過し、折り返して第一のブロック１６の左側タンク部１３に流入する。仕切り部１８により、液冷媒は、第一のブロック１６の冷媒管路１４に流入し、空気（外部流体）と熱交換をして蒸発・気化し、液冷媒・気化冷媒が混合した状態で、右側タンク部１１に流出し、右側タンク部１１内を第一ブロック１６から第二ブロック１７へ流れ、第二ブロック１７の冷媒管路１４に流入し、空気と熱交換をして蒸発・気化し、途中で完全に気化して気化冷媒のみとなり、第二ブロック１７の左側タンク部１３に流出し、熱交換器１０から流出する。
【０００４】
ここで、冷媒管路１４内の液冷媒と気化冷媒との混在領域では、外部流体から吸収した熱は、液冷媒の気化に使われ、液冷媒と気化冷媒の温度は一定に保たれる。気化冷媒のみの領域（過熱ガス域）では、空気から吸収した熱は、気化冷媒温度上昇に使われる。液冷媒と気化冷媒の混在領域を通過する空気は、冷媒の温度が一定に保たれているため、熱交換により所定の温度まで冷却されるが、過熱ガス域を通過する空気は、冷媒の温度が上昇しているため、十分な熱交換がされず、所定の温度まで冷却されない状態、つまり温度が高いままで流出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の熱交換器においては、冷媒管路の熱交換面に対する過熱ガス域の位置が左右のどちらか一方に偏って存在しており、したがって、過熱ガス域を通過する温度が高い空気が左右のどちらか一方に集中することになる。これにより、熱交換器を通過した空気の左右の温度分布ムラが大きくなり、快適な空調には使いにくいという問題があった。
【０００６】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、左右の温度分布のムラが小さい快適な空調に使い易い熱交換器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱交換器では、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。請求項１にかかる発明は、第一ブロックと第二ブロックとに分けられて、第一ブロックの複数積層された熱交換セグメントと、第二ブロックの複数積層された熱交換セグメントで構成される熱交換器であって、前記第一ブロックは、第一の入口タンク部と、第一の入口タンク部に隣接する第一の出口タンク部と、第一の入口タンク部から下方に延出し途中で上方に折り返して第一の出口タンク部に接続される第一の冷媒配管とを有し、第二ブロックは、第二の入口タンク部と、第二の入口タンク部に隣接する第二の出口タンク部と、第二の入口タンク部から上方に延出し途中で下方に折り返して第二の出口タンク部に接続される第二の冷媒配管とを備え、第一の入口タンク部および第一の出口タンク部が、第二の入口タンク部および第二の出口タンク部よりも縦方向の上位に配置されるとともに、第一の冷媒配管と第二の冷媒配管とが横方向に並んで配置されてなり、第一の入口タンク部に入口主配管が連結され、第二の入口タンク部と入口主配管とを連結する入口副配管が設けられ、第一の出口タンク部に出口主配管が連結され、第二の出口タンク部と出口主配管とを連結する出口副配管が設けられ、冷媒は、入口主配管から流入し、入口主配管と入口副配管とに分流されて、入口主配管から流入される冷媒は、第一の入口タンク部に流入されるとともに、入口副配管から流入される前記冷媒は、第二の入口タンク部に流入されることを特徴とする。
【０００８】
この発明にかかる熱交換器によれば、液冷媒が、第一の入口タンク部と第二の入口タンク部とへほぼ均等な流量で流入し、第一の冷媒配管内と第二の冷媒配管内とを対向して流れる。液冷媒の流入量が左右でほぼ等しいから、液冷媒が蒸発し、完全に気化冷媒になる時点も左右でほぼ等しくなり、過熱ガス域が、熱交換器の左右ほぼ均等に分布することになる。そのため、熱交換器を通過する外部流体の左右の温度ムラが小さくなる。
【０００９】
請求項２にかかる発明は、請求項１記載の熱交換器において、入口副配管に、第一の入口タンク部と第二の入口タンク部とへの冷媒流入量を均等にさせる均等流入手段が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この発明にかかる熱交換器によれば、均等流入手段により、液冷媒が、第一の入口タンク部と第二の入口タンク部とへ均等に流入し、第一の冷媒配管内と第二の冷媒配管内とを対向して流れる。液冷媒の流入量が左右で等しいから、液冷媒が蒸発し、完全に気化冷媒になる時点も左右で等しくなり、過熱ガス域が、熱交換器の左右均等に分布することになる。そのため、熱交換器を通過する外部流体の左右の温度ムラがより小さくなる。
【００１１】
請求項３にかかる発明は、請求項１記載の熱交換器において、出口副配管に、前記第一の出口タンク部と前記第二の出口タンク部とからの冷媒流出量を均等にさせる均等流出手段が設けられていることをと特徴とする。
【００１２】
この発明にかかる熱交換器によれば、均等流出手段により、液冷媒が、第一の出口タンク部と第二の出口タンク部とから均等に流出する。流出量が均等になるので、第一の入口タンク部と第二の入口タンク部とへの流入量も、第一の冷媒配管内と第二の冷媒配管内とを対向して流れる流量も均等となる。液冷媒の流入量が左右で等しいから、液冷媒が蒸発し、完全に気化冷媒になる時点も左右で等しくなり、過熱ガス域が、熱交換器の左右均等に分布することになる。そのため、熱交換器を通過する外部流体の左右の温度ムラがより小さくなる。
【００１３】
請求項４にかかる発明は、請求項１記載の熱交換器において、第一の冷媒配管と第二の冷媒配管との内部に、熱交換をする外部流体との熱交換面積を拡大させる熱交換面積拡大手段が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
この発明にかかる熱交換器によれば、第一の冷媒配管と第二の冷媒配管との内部に設けられた熱交換面積拡大手段により、外部流体と冷媒との熱交換面の面積が拡大し、同じ時間内での熱交換量が増加し、または、より短時間で同じ熱量を交換できる。これにより熱交換能力の劣る領域、例えば過熱ガス域、の熱交換を補うことができるため、熱交換器を通過する外部流体の左右の温度ムラが小さくなる。
【００１５】
請求項５にかかる発明は、請求項１記載の熱交換器において、第一の冷媒配管と第二の冷媒配管との内部に、冷媒の流れをかく乱させる冷媒流れかく乱手段が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
この発明にかかる熱交換器によれば、冷媒流れかく乱手段により、第一の冷媒配管内と第二の冷媒配管内との冷媒流れが乱され、冷媒流れ内部の熱伝達が促進され、同じ時間内での熱交換量が増加し、または、より短時間で同じ熱量を交換できる。これにより熱交換能力の劣る領域、例えば過熱ガス域、の熱交換を補うことができるため、熱交換器を通過する外部流体の左右の温度ムラが小さくなる。
【００１７】
請求項６にかかる発明は、請求項１から５のいずれかに記載の熱交換器において、第一の入口タンク部、第一の出口タンク部および第一の冷媒配管とを、第一の冷媒配管の長手方向に二分される同一形状の２つの第一の分割体として構成し、第二の入口タンク部、第二の出口タンク部および第二の冷媒配管とを、第二の冷媒配管の長手方向に二分される同一形状の２つの第二の分割体として構成することを特徴とする。
【００１８】
この発明にかかる熱交換器によれば、第一の入口タンク部、第一の出口タンク部および第一の冷媒配管を、同一形状の２つの第一の分割体として構成し、第二の入口タンク部、第二の出口タンク部および第二の冷媒配管を、同一形状の２つの第二の分割体として構成するため、組み立て工程の増加が防止でき、コスト低減効果がある。
【００１９】
請求項７にかかる発明は、請求項６記載の熱交換器において、前記第一の分割体を展開し一部をつなぎ合わせて一体に形成し、つなぎ合わせた部分を折り曲げて、前記第一の分割体を重ね合わせ、また、前記第二の分割体を展開し一部をつなぎ合わせて一体に形成し、つなぎ合わせた部分を折り曲げて、前記第二の分割体を重ね合わせることを特徴とする。
【００２０】
この発明にかかる熱交換器によれば、第一の入口タンク部、第一の出口タンク部および第一の冷媒配管を、第一の分割体の一部をつなぎ合わせて一体に形成し、つなぎ合わせた部分を折り曲げて重ね合わせて構成し、第二の入口タンク部、第二の出口タンク部および第二の冷媒配管を、第二の分割体の一部をつなぎ合わせて一体に形成し、つなぎ合わせた部分を折り曲げて重ね合わせて構成するため、組み立て工程の増加が防止でき、コスト低減効果がある。
【００２１】
請求項８にかかる発明は、請求項６または７に記載の熱交換器において、第一の分割体と第二の分割体とは同一形状であることを特徴とする
【００２２】
この発明にかかる熱交換器によれば、第一の分割体と第二の分割体とは同一形状であるため、加工工程の増加が防止でき、部品の種類が１種類になることから、例えば、プレス形成の型費用などの、生産時の設備投資費用を抑えることができるため、コスト低減効果が大きくなる。
【００２３】
請求項９にかかる発明は、請求項１から８のいずれかに記載の熱交換器を備えることを特徴とする空気調和装置。
【００２４】
この発明にかかる空気調和装置によれば、熱交換器の過熱ガス域分布の左右の偏りを小さくし、空気が熱交換器を通過した後の、左右の温度分布のムラが小さくなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明における熱交換器の第１の実施形態の分解斜視図である。図１において熱交換器１００は、右側タンク部（第一の入口タンク、第二の出口タンク）１０１と、左側タンク部（第一の出口タンク、第二の入口タンク）１０２と、２つの通過タンク部１０３と、右側タンク部１０１と左側タンク部１０２とを繋ぐ冷媒管路（第一の冷媒配管、第二の冷媒配管）１０４と、各冷媒管路１０４との間にコルゲートフィン１０５とを備え、かつ、これら右側タンク部１０１と、左側タンク部１０２と、通過タンク部１０３と、冷媒管路１０４とが内部に形成された熱交換セグメント１１０を複数接続・積層されたものとして構成され、さらに、図２に示すように熱交換器１００は、第一ブロック１２０と第二ブロック１３０とに分けられて、第一ブロック１２０の複数積層された熱交換セグメント１１０と第二ブロック１３０の複数積層された熱交換セグメント１１０とは互いに上下逆向きとなるように接続されている。
【００２６】
図１に示すように、熱交換セグメント１１０は、プレス形成された分割体（第一の分割体、第二の分割体）１１１、１１２を重ね合わせて構成され、熱交換セグメント１１０の上方右側に、右側タンク部１０１が形成され、熱交換セグメント１１０の上方左側に、左側タンク部１０２が形成されている。熱交換セグメント１１０の下方には、通過タンク部１０３が２つ左右に並んで配置されている。冷媒管路１０４は、右側タンク部１０１から下方に延出し、熱交換セグメント１１０の下部、通過タンク部１０３の上方で、折り返して左側タンク部１０２に連結される。
【００２７】
また、図２に示すように、入口主配管１４０と出口主配管１５０とは、第二ブロック１３０の通過タンク部１０３に接続され、入口副配管１６０は、入口主配管１４０と第二ブロック１３０の左側タンク部１０２とに接続され、入口副配管１６０には、入口絞り部（均等流入手段）１６１が介装されている。出口副配管１７０は、出口主配管１５０と第二ブロック１３０の右側タンク部１０１とに接続されている。第一ブロック１２０の右側タンク部１０１と左側タンク部１０２とは、熱交換器１００の端部となる所を板１８０で閉じられ、第二ブロック１３０の右側タンク部１０１と左側タンク部１０２とは、第一ブロック１２０と第二ブロック１３０との間を仕切り板１９０で閉じられている。
【００２８】
上記の構成からなる熱交換器１００においては、図１、図２に示すように、液冷媒は、入口主配管１４０から流入し、入口主配管１４０と入口副配管１６０とに分流する。入口副配管１６０には、第一ブロック１２０の圧力損失特性と、第二ブロック１３０の圧力損失特性とを等しくさせる、入口絞り部１６１が介装されているため、入口主配管１４０と入口副配管１６０とに流入する流量は等しくなる。分流した後の入口主配管１４０の液冷媒は、第二ブロック１３０の通過タンク部１０３を通り、第一ブロック１２０の右側タンク部１０１に流入する。右側タンク部１０１に流入した液冷媒は、冷媒管路１０４を通り、空気と熱交換をして蒸発・気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、左側タンク部１０２に流入し、第二ブロック１３０の通過タンク部１０３を通り、出口主配管１５０を通り、排出される。
【００２９】
入口副配管１６０に流入した液冷媒も同様にして、第二ブロック１３０の左側タンク部１０２に流入し、冷媒管路１０４を通り、空気と熱交換をして蒸発・気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、右側タンク部１０１から出口副配管１７０を通り、出口主配管１５０へと排出される。さらに、冷媒と熱交換する空気（外部流体）が、分割体１１１と分割体１１２との外側を、熱交換セグメント１１０の長手方向に対して略直交方向に通過するようにされている。
【００３０】
上記の構成からなる熱交換器１００においては、液冷媒が、第一ブロック１２０の右側タンク部１０１に流入する量と第二ブロック１３０の左側タンク部１０２に流入する量とは、入口絞り部１６１により、均等となる。第一ブロック１２０の冷媒管路１０４内と第二ブロック１３０の冷媒管路１０４内とを対向して流れる。液冷媒の流入量が左右で等しいため、液冷媒が蒸発し、完全に気化冷媒になる時点も左右で等しくなり、過熱ガス域が、熱交換器１００の左右均等に分布することになる。そのため、熱交換器１００を通過する空気の左右の温度ムラが小さくなり、快適な空調に使いやすくなる。
【００３１】
さらに、熱交換セグメント１１０は、同一形状の２つの分割体１１１、分割体１１２から構成されているため、組み立て工程の増加が防止できる。また、部品の種類が１種類であることから、例えば、プレス形成の型が１種類で済み、設備投資費用を抑えることができるため、コスト低減効果が大きくなって、生産性の面からも快適な空調に使いやすくなる。
【００３２】
図３はこの発明における熱交換器の第２の実施形態の分解斜視図である。図３において、熱交換器２００は、熱交換セグメント１１０を複数接続・積層されて構成される。熱交換セグメント１１０は、この基本的構成は、図１に示すものと同一であり、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。また、基本的冷媒の流れについても、図２に示すものと同一であり、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図３において、出口副配管１７０には、出口絞り部（均等流出手段）２０１が介装されている。
【００３３】
上記の構成からなる熱交換器２００においては、図１、図２に示すように、液冷媒は、入口主配管１４０から流入し、入口主配管１４０と入口副配管１６０とに分流する。ここで、出口副配管１７０には、第一ブロック１２０の圧力損失特性と、第二ブロック１３０の圧力損失特性とを等しくさせる、出口絞り部２０１が介装されているため、入口主配管１４０と入口副配管１６０とに流入する流量は等しくなる。分流した後の入口主配管１４０の液冷媒は、第二ブロック１３０の通過タンク部１０３を通り、第一ブロック１２０の右側タンク部１０１に流入する。右側タンク部１０１に流入した液冷媒は、冷媒管路１０４を通り、空気と熱交換をして蒸発・気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、左側タンク部１０２に流入し、第二ブロック１３０の通過タンク部１０３を通り、出口主配管１５０を通り、排出される。
【００３４】
入口副配管１６０に流入した液冷媒も同様にして、第二ブロック１３０の左側タンク部１０２に流入し、冷媒管路１０４を通り、空気と熱交換をして蒸発・気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、右側タンク部１０１から出口副配管１７０を通り、出口主配管１５０へと排出される。さらに、冷媒と熱交換する空気が、分割体１１１と分割体１１２との外側を、熱交換セグメント１１０の長手方向に対して略直交方向に通過するようにされている。
【００３５】
上記の構成からなる熱交換器２００においては、液冷媒が、第一ブロック１２０の右側タンク部１０１に流入する量と第二ブロック１３０の左側タンク部１０２に流入する量とは、出口絞り部２０１により、均等となる。第一ブロック１２０の冷媒管路１０４内と第二ブロック１３０の冷媒管路１０４内とを対向して流れる。液冷媒の流入量が左右で等しいため、液冷媒が蒸発し、完全に気化冷媒になる時点も左右で等しくなり、過熱ガス域が、熱交換器２００の左右均等に分布することになる。そのため、熱交換器２００を通過する空気の左右の温度ムラが小さくなり、快適な空調に使いやすくなる。
【００３６】
さらに、熱交換セグメント１１０は、同一形状の２つの分割体１１１、分割体１１２から構成されているため、組み立て工程の増加が防止できる。また、部品の種類が１種類であることから、例えば、プレス形成の型が１種類で済み、設備投資費用を抑えることができるため、コスト低減効果が大きくなって、生産性の面からも快適な空調に使いやすくなる。
【００３７】
図４はこの発明における熱交換器の第３の実施形態の分解斜視図である。図４において、熱交換器３００は、熱交換セグメント３１０を複数接続・積層されて構成される。熱交換セグメント３１０は、この基本的構成は、図１に示すものと同一であり、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。また、基本的冷媒の流れについても、図２に示すものと同一であり、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図４において、熱交換セグメント３１０の冷媒管路１０４内に、波形断面を有したインナーフィン（熱交換面積拡大手段）３１１が、その稜線および谷線が熱交換セグメント３１０の長手方向と略平行となるように配置されている。
【００３８】
上記の構成からなる熱交換器３００においては、図２、図４に示すように、液冷媒は、入口主配管１４０から流入し、入口主配管１４０と入口副配管１６０とに分流する。入口副配管１６０には、第一ブロック１２０の圧力損失特性と、第二ブロック１３０の圧力損失特性とを等しくさせる、入口絞り部１６１が介装されているため、入口主配管１４０と入口副配管１６０とに流入する流量は等しくなる。分流した後の入口主配管１４０の液冷媒は、第二ブロック１３０の通過タンク部１０３を通り、第一ブロック１２０の右側タンク部１０１に流入する。右側タンク部１０１に流入した液冷媒は、冷媒管路１０４を通り、インナーフィン３１１を介して空気と熱交換を行い、蒸発・気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、左側タンク部１０２に流入し、第二ブロック１３０の通過タンク部１０３を通り、出口主配管１５０を通り、排出される。
【００３９】
入口副配管１６０に流入した液冷媒も同様にして、第二ブロック１３０の左側タンク部１０２に流入し、冷媒管路１０４を通り、インナーフィン２１１を介して空気と熱交換を行い、蒸発・気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、右側タンク部１０１から出口副配管１７０を通り、出口主配管１５０へと排出される。さらに、冷媒と熱交換する空気が、分割体１１１と分割体１１２との外側を、熱交換セグメント３１０の長手方向に対して略直交方向に通過するようにされている。
【００４０】
上記の構成からなる熱交換器３００においては、液冷媒が、第一ブロック１２０の右側タンク部１０１に流入する量と第二ブロック１３０の左側タンク部１０２に流入する量とは、入口絞り部１６１により、均等となる。第一ブロック１２０の冷媒管路１０４内と第二ブロック１３０の冷媒管路１０４内とを対向して流れる。液冷媒の流入量が左右で等しいため、液冷媒が蒸発し、完全に気化冷媒になる時点も左右で等しくなり、過熱ガス域が、熱交換器３００の左右均等に分布することになる。そのため、熱交換器３００を通過する空気の左右の温度ムラが小さくなり、快適な空調に使いやすくなる。
【００４１】
さらに、冷媒管路１０４の内部に設けられたインナーフィン３１１により、空気と冷媒との熱交換面の面積が拡大し、同じ時間内での熱交換量が増加し、または、より短時間で同じ熱量を交換できる。これにより熱交換能力の劣る領域、例えば過熱ガス域、の熱交換を補うことができるため、熱交換器を通過する空気の左右の温度ムラが小さくなり、快適な空調に使いやすくなる。
【００４２】
さらに、熱交換セグメント３１０は、同一形状の２つの分割体１１１、分割体１１２から構成されているため、組み立て工程の増加が防止できる。また、部品の種類が１種類であることから、例えば、プレス形成の型が１種類で済み、設備投資費用を抑えることができるため、コスト低減効果が大きくなって、生産性の面からも快適な空調に使いやすくなる。
【００４３】
図５（ａ）はこの発明における熱交換器の第４の実施形態の分解斜視図であり、図５（ｂ）は要部断面図である。図５（ａ）、（ｂ）において、熱交換器４００は、熱交換セグメント４１０を複数接続・積層されて構成される。熱交換セグメント４１０は、この基本的構成は、図１に示すものと同一であり、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。また、基本的冷媒の流れについても、図２に示すものと同一であり、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図５（ａ）において、熱交換セグメント４１０の冷媒管路１０４に、冷媒管路１０４内に向かって突起（冷媒流れかく乱手段）４１１が、複数個、例えば２８個、分割体１１１、１１２にそれぞれ膨出して形成されている。これら２８個の突起５１１は、いずれも同一の形状、例えば図５（ｂ）に示すような円錐台形形状を有している。
【００４４】
上記の構成からなる熱交換器４００においては、図２、図５（ａ）に示すように、液冷媒は、入口主配管１４０から流入し、入口主配管１４０と入口副配管１６０とに分流する。入口副配管１６０には、第一ブロック１２０の圧力損失特性と、第二ブロック１３０の圧力損失特性とを等しくさせる、入口絞り部１６１が介装されているため、入口主配管１４０と入口副配管１６０とに流入する流量は等しくなる。分流した後の入口主配管１４０の液冷媒は、第二ブロック１３０の通過タンク部１０３を通り、第一ブロック１２０の右側タンク部１０１に流入する。右側タンク部１０１に流入した液冷媒は、冷媒管路１０４を通る際に、突起４１１によって流れを乱され、空気との熱交換を行い、空気の熱を吸収して蒸発・気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、左側タンク部１０２に流入し、第二ブロック１３０の通過タンク部１０３を通り、出口主配管１５０を通り、排出される。
【００４５】
入口副配管１６０に流入した液冷媒も同様にして、第二ブロック１３０の左側タンク部１０２に流入し、冷媒管路１０４を通る際に、突起４１１によって流れを乱され、空気との熱交換を行い、空気の熱を吸収して蒸発・気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、右側タンク部１０１から出口副配管１７０を通り、出口主配管１５０へと排出される。さらに、冷媒と熱交換する空気が、分割体１１１と分割体１１２との外側を、熱交換セグメント４１０の長手方向に対して略直交方向に通過するようにされている。
【００４６】
上記の構成からなる熱交換器４００においては、液冷媒が、第一ブロック１２０の右側タンク部１０１に流入する量と第二ブロック１３０の左側タンク部１０２に流入する量とは、入口絞り部１６１により、均等となる。第一ブロック１２０の冷媒管路１０４内と第二ブロック１３０の冷媒管路１０４内とを対向して流れる。液冷媒の流入量が左右で等しいため、液冷媒が蒸発し、完全に気化冷媒になる時点も左右で等しくなり、過熱ガス域が、熱交換器４００の左右均等に分布することになる。そのため、熱交換器４００を通過する外部流体の左右の温度ムラが小さくなり、快適な空調に使いやすくなる。
【００４７】
さらに、突起４１１により、冷媒管路１０４内の冷媒流れが乱され、冷媒流れ内部の熱伝達が促進され、同じ時間内での熱交換量が増加し、または、より短時間で同じ熱量を交換できる。これにより熱交換能力の劣る領域、例えば過熱ガス域、の熱交換を補うことができるため、熱交換器を通過する空気の温度ムラが小さくなり、快適な空調にさらに使いやすくなる。
【００４８】
さらに、熱交換セグメント４１０は、同一形状の２つの分割体１１１、分割体１１２から構成されているため、組み立て工程の増加が防止できる。また、部品の種類が１種類であることから、例えば、プレス形成の型が１種類で済み、設備投資費用を抑えることができるため、コスト低減効果が大きくなって、生産性の面からも快適な空調に使いやすくなる。
【００４９】
図６はこの発明における熱交換器の第５の実施形態の要部展開図である。図６において、熱交換器５００は、熱交換セグメント５１０を複数接続・積層されて構成される。熱交換セグメント５１０は、この基本的構成は、図１に示すものと同一であり、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。また、基本的冷媒の流れについても、図２に示すものと同一であり、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図６において、熱交換セグメント５１０は、プレス形成された折り曲げ分割体（第一の分割体、第二の分割体）５１１を折り曲げ中心５１２から折り曲げ、重ね合わせて構成されている。
【００５０】
上記の構成からなる熱交換器５００においては、図２、図６に示すように、液冷媒は、入口主配管１４０から流入し、入口主配管１４０と入口副配管１６０とに分流する。入口副配管１６０には、第一ブロック１２０の圧力損失特性と、第二ブロック１３０の圧力損失特性とを等しくさせる、入口絞り部１６１が介装されているため、入口主配管１４０と入口副配管１６０とに流入する流量は等しくなる。分流した後の入口主配管１４０の液冷媒は、第二ブロック１３０の通過タンク部１０３を通り、第一ブロック１２０の右側タンク部１０１に流入する。右側タンク部１０１に流入した液冷媒は、冷媒管路１０４を通り、空気と熱交換をして蒸発・気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、左側タンク部１０２に流入し、第二ブロック１３０の通過タンク部１０３を通り、出口主配管１５０を通り、排出される。
【００５１】
入口副配管１６０に流入した液冷媒も同様にして、第二ブロック１３０の左側タンク部１０２に流入し、冷媒管路１０４を通り、空気と熱交換をして蒸発・気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、右側タンク部１０１から出口副配管１７０を通り、出口主配管１５０へと排出される。さらに、冷媒と熱交換する空気が、折り曲げ分割体５１１外側を、熱交換セグメント５１０の長手方向に対して略直交方向に通過するようにされている。
【００５２】
上記の構成からなる熱交換器５００においては、液冷媒が、第一ブロック１２０の右側タンク部１０１に流入する量と第二ブロック１３０の左側タンク部１０２に流入する量とは、入口絞り部１６１により、均等となる。第一ブロック１２０の冷媒管路１０４内と第二ブロック１３０の冷媒管路１０４内とを対向して流れる。液冷媒の流入量が左右で等しいため、液冷媒が蒸発し、完全に気化冷媒になる時点も左右で等しくなり、過熱ガス域が、熱交換器５００の左右均等に分布することになる。そのため、熱交換器５００を通過する空気の左右の温度ムラが小さくなり、快適な空調に使いやすくなる。
【００５３】
さらに、折り曲げ分割体５１１を折り曲げ中心５１２から折り曲げ、重ね合わせて構成されているため、組み立て工程の増加が防止でき、部品の種類が１種類であることから、例えば、プレス形成の型が１種類で済み、設備投資費用を抑えることができるため、コスト低減効果が大きくなり、生産性の面からも快適な空調に使いやすくなる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、液冷媒が、第一の入口タンク部と第二の入口タンク部とへほぼ均等な流量で流入し、第一の冷媒配管内と第二の冷媒配管内とを対向して流れる。液冷媒の流入量が左右でほぼ等しいから、液冷媒が蒸発し、完全に気化冷媒になる時点も左右でほぼ等しくなり、過熱ガス域が、熱交換器の左右ほぼ均等に分布することになる。そのため、熱交換器を通過する外部流体の左右の温度ムラが小さくなり、快適な空調に使いやすくなるという効果を奏する。
【００５５】
請求項２に係る発明によれば、均等流入手段により、液冷媒が、第一の入口タンク部と第二の入口タンク部とへ均等に流入し、第一の冷媒配管内と第二の冷媒配管内とを対向して流れる。液冷媒の流入量が左右で等しいから、液冷媒が蒸発し、完全に気化冷媒になる時点も左右で等しくなり、過熱ガス域が、熱交換器の左右均等に分布することになる。そのため、熱交換器を通過する外部流体の左右の温度ムラがより小さくなり、快適な空調にさらに使いやすくなるという効果を奏する。
【００５６】
請求項３に係る発明によれば、均等流出手段により、液冷媒が、第一の出口タンク部と第二の出口タンク部とから均等に流出する。流出量が均等になるので、第一の入口タンク部と第二の入口タンク部とへの流入量も、第一の冷媒配管内と第二の冷媒配管内とを対向して流れる流量も均等となる。液冷媒の流入量が左右で等しいから、液冷媒が蒸発し、完全に気化冷媒になる時点も左右で等しくなり、過熱ガス域が、熱交換器の左右均等に分布することになる。そのため、熱交換器を通過する外部流体の左右の温度ムラがより小さくなり、快適な空調にさらに使いやすくなるという効果を奏する。
【００５７】
請求項４に係る発明によれば、第一の冷媒配管と第二の冷媒配管との内部に設けられた熱交換面積拡大手段により、外部流体と冷媒との熱交換面の面積が拡大し、同じ時間内での熱交換量が増加し、または、より短時間で同じ熱量を交換できる。これにより熱交換能力の劣る領域、例えば過熱ガス域、の熱交換を補うことができるため、熱交換器を通過する外部流体の左右の温度ムラが小さくなり、快適な空調にさらに使いやすくなるという効果を奏する。
【００５８】
請求項５に係る発明によれば、冷媒流れかく乱手段により、第一の冷媒配管内と第二の冷媒配管内との冷媒流れが乱され、冷媒流れ内部の熱伝達が促進され、同じ時間内での熱交換量が増加し、または、より短時間で同じ熱量を交換できる。これにより熱交換能力の劣る領域、例えば過熱ガス域、の熱交換を補うことができるため、熱交換器を通過する外部流体の左右の温度ムラが小さくなり、快適な空調にさらに使いやすくなるという効果を奏する。
【００５９】
請求項６に係る発明によれば、第一の入口タンク部、第一の出口タンク部および第一の冷媒配管を、同一形状の２つの第一の分割体として構成し、第二の入口タンク部、第二の出口タンク部および第二の冷媒配管を、同一形状の２つの第二の分割体として構成するため、組み立て工程の増加が防止でき、コスト低減効果があり、製作性からも、快適な空調に使いやすくなるという効果を奏する。
【００６０】
請求項７に係る発明によれば、第一の入口タンク部、第一の出口タンク部および第一の冷媒配管を、第一の分割体の一部をつなぎ合わせて一体に形成し、つなぎ合わせた部分を折り曲げて重ね合わせて構成し、第二の入口タンク部、第二の出口タンク部および第二の冷媒配管を、第二の分割体の一部をつなぎ合わせて一体に形成し、つなぎ合わせた部分を折り曲げて重ね合わせて構成するため、組み立て工程の増加が防止でき、コスト低減効果があり、製作性からも、快適な空調に使いやすくなるという効果を奏する。
【００６１】
請求項８に係る発明によれば、第一の分割体と第二の分割体とは同一形状であるため、加工工程の増加が防止でき、部品の種類が１種類になることから、例えば、プレス形成の型費用などの、生産時の設備投資費用を抑えることができるため、コスト低減効果が大きくなり、製作性からも、快適な空調に使いやすくなるという効果を奏する。
【００６２】
請求項９に係る発明によれば、熱交換器の過熱ガス域分布の左右の偏りを小さくし、空気が熱交換器を通過した後の、左右の温度分布のムラが小さくなため、快適な空調を実現する空気調和装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱交換器の一実施形態を示す図であって、この熱交換器の分解斜視図である。
【図２】本発明による熱交換器の一実施形態を示す図であって、冷媒の流れを示す図である。
【図３】本発明による熱交換器の別の実施形態を示す図であって、冷媒の流れを示す図である。
【図４】本発明による熱交換器のさらに別の実施形態を示す図であって、この熱交換器の分解斜視図である。
【図５】本発明による熱交換器のさらに別の実施形態を示す図であって、この熱交換器の分解斜視図である。
【図６】本発明による熱交換器のさらに別の実施形態を示す図であって、この熱交換器の要部展開図である。
【図７】従来の熱交換器の例を示す図であって、この熱交換器の分解斜視図である。
【図８】従来の熱交換器の例を示す図であって、冷媒の流れを示す図である。
【符号の説明】
１００、２００、３００、４００、５００熱交換器
１０１右側タンク部（第一の入口タンク部、第二の出口タンク部）
１０２左側タンク部（第一の出口タンク部、第二の入口タンク部）
１０４冷媒配管（第一の冷媒配管、第二の冷媒配管）
１１１、１１２分割体（第一の分割体、第二の分割体）
１４０入口主配管
１５０出口主配管
１６０入口副配管
１６１入口絞り部（均等流入手段）
１７０出口副配管
２０１出口絞り部（均等流出手段）
３１１インナーフィン（熱交換面積拡大手段）
４１１突起（冷媒流れかく乱手段）

Claims

第一ブロックと第二ブロックとに分けられて、前記第一ブロックの複数積層された熱交換セグメントと、前記第二ブロックの複数積層された熱交換セグメントで構成される熱交換器であって、
前記第一ブロックは、第一の入口タンク部と、該第一の入口タンク部に隣接する第一の出口タンク部と、前記第一の入口タンク部から下方に延出し途中で上方に折り返して前記第一の出口タンク部に接続される第一の冷媒配管とを有し、
前記第二ブロックは、第二の入口タンク部と、該第二の入口タンク部に隣接する第二の出口タンク部と、前記第二の入口タンク部から上方に延出し途中で下方に折り返して前記第二の出口タンク部に接続される第二の冷媒配管とを備え、
前記第一の入口タンク部および第一の出口タンク部が、前記第二の入口タンク部および第二の出口タンク部よりも縦方向の上位に配置されるとともに、
前記第一の冷媒配管と前記第二の冷媒配管とが横方向に並んで配置されてなり、
前記第一の入口タンク部に入口主配管が連結され、前記第二の入口タンク部と前記入口主配管とを連結する入口副配管が設けられ、
前記第一の出口タンク部に出口主配管が連結され、前記第二の出口タンク部と前記出口主配管とを連結する出口副配管が設けられ、
冷媒は、前記入口主配管から流入し、前記入口主配管と前記入口副配管とに分流されて、前記入口主配管から流入される前記冷媒は、前記第一の入口タンク部に流入されるとともに、前記入口副配管から流入される前記冷媒は、前記第二の入口タンク部に流入されることを特徴とする熱交換器。
請求項１記載の熱交換器において、
前記入口副配管に、前記第一の入口タンク部と前記第二の入口タンク部とへの冷媒流入量を均等にさせる均等流入手段が設けられていることを特徴とする熱交換器。
請求項１記載の熱交換器において、
前記出口副配管に、前記第一の出口タンク部と前記第二の出口タンク部とからの冷媒流出量を均等にさせる均等流出手段が設けられていることを特徴とする熱交換器。
請求項１記載の熱交換器において、
前記第一の冷媒配管と前記第二の冷媒配管との内部に、熱交換をする外部流体との熱交換面積を拡大させる熱交換面積拡大手段が設けられていることを特徴とする熱交換器。
請求項１記載の熱交換器において、
前記第一の冷媒配管と前記第二の冷媒配管との内部に、冷媒の流れをかく乱させる冷媒流れかく乱手段が設けられていることを特徴とする熱交換器。
請求項１から５のいずれかに記載の熱交換器において、
前記第一の入口タンク部、前記第一の出口タンク部および前記第一の冷媒配管とを、前記第一の冷媒配管の長手方向に二分される同一形状の２つの第一の分割体として構成し、
前記第二の入口タンク部、前記第二の出口タンク部および前記第二の冷媒配管とを、前記第二の冷媒配管の長手方向に二分される同一形状の２つの第二の分割体として構成することを特徴とする熱交換器。
請求項６記載の熱交換器において、
前記第一の分割体を展開し一部をつなぎ合わせて一体に形成し、つなぎ合わせた部分を折り曲げて、前記第一の分割体を重ね合わせ、
前記第二の分割体を展開し一部をつなぎ合わせて一体に形成し、つなぎ合わせた部分を折り曲げて、前記第二の分割体を重ね合わせることを特徴とする熱交換器。
請求項６または７に記載の熱交換器において、
前記第一の分割体と前記第二の分割体とは同一形状であることを特徴とする熱交換器。
請求項１から８のいずれかに記載の熱交換器を備えることを特徴とする空気調和装置。