JP4281634B2 - 冷媒蒸発器 - Google Patents

冷媒蒸発器 Download PDF

Info

Publication number
JP4281634B2
JP4281634B2 JP2004190101A JP2004190101A JP4281634B2 JP 4281634 B2 JP4281634 B2 JP 4281634B2 JP 2004190101 A JP2004190101 A JP 2004190101A JP 2004190101 A JP2004190101 A JP 2004190101A JP 4281634 B2 JP4281634 B2 JP 4281634B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
heat exchange
space
rear direction
stacking direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004190101A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006010262A (ja
Inventor
吉毅 加藤
恵津夫 長谷川
昌章 川久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2004190101A priority Critical patent/JP4281634B2/ja
Priority to US11/159,641 priority patent/US7571761B2/en
Priority to DE102005029171A priority patent/DE102005029171A1/de
Publication of JP2006010262A publication Critical patent/JP2006010262A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4281634B2 publication Critical patent/JP4281634B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/026Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0278Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of stacked distribution plates or perforated plates arranged over end plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F28D1/04Heat-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 tubular conduits
    • F28D1/053Heat-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 tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-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 tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05391Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0202Header boxes having their inner space divided by partitions
    • F28F9/0204Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0219Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F28F9/0221Header boxes or end plates formed by stacked elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0085Evaporators

Description

本発明は、冷凍サイクルの冷媒を蒸発させる冷媒蒸発器に関するものであり、例えば、車両用空調装置に用いて好適なものである。尚、ここで冷媒蒸発器としては、ヒ−トポンプサイクル時における室外熱交換器も含まれる。
上記のような冷媒蒸発器としては、例えば、特許文献1などに記載されているマルチフロー型や、特許文献2などに記載されているサーペンタイン型などがある。従来、車両メーカからの要求として、客室空間拡大や熱交換器の重量減・コスト減などの観点から冷媒蒸発器の薄巾化が検討されている。しかしながらコア巾の減少は、タンク断面積の縮小・熱交換チューブの薄巾といったように冷媒流路が減少し、冷媒蒸発器の性能に大きな影響を与える冷媒圧損を上昇させ、冷媒蒸発器の性能向上の大きな課題となっている。
圧損低減の簡易な手段として、パス数(ターン数)の低減が挙げられる。例えばコア長さ方向において全パスが可能となればターン数は半分以下となり、冷媒流路断面積は倍、更に冷媒流路長さも縮小されて冷媒圧損は劇的に低減できる。このように、コア長さ方向に全パスとすることは冷媒の低圧損化に大きく効果を上げることができる。
しかしながら、現在どのメーカからも全パスの冷媒蒸発器は量産製品として採用されていない。これは車両用の冷媒蒸発器に求められているコアサイズ(コア長さ方向150〜350mm程度)において、全パスにするとコア長さ方向の冷媒分配が悪化することで性能が得られないだけでなく、冷媒蒸発器吹き出し温度分布が非常に悪化し、空調ユニットにおける温度コントロールなどに不具合を生じる。例えば、運転席側は涼しいのに対し、助手席側ではまったく冷えないといった問題が生じるからである。
これは冷媒が流入するタンクが熱交換チューブより上方に配置された場合、タンクに流入した冷媒が重力の影響により、特に液冷媒がタンク奥に供給される前にその自重により落下して熱交換チューブに流入されてしまうからである。これに対して、冷媒が流入するタンクを熱交換チューブに対して下方に配置した場合、タンクに流入した冷媒が慣性力の影響にて奥に流入され易くなり、冷媒が流入するタンクが熱交換チューブより上方に配置された場合に対して冷媒分配を均一にするのは比較的容易となる。
しかし、冷媒を流入する接続コネクタの位置はコアに対して上方に有ったほうが空調ユニット搭載上で都合が良い。これは、現状の空調ユニットにおいてサーボモータなどが冷媒蒸発器のタンク下部付近に配置されていることが多いことや、冷媒蒸発器の下部へ冷媒を導く配管・接続コネクタなどの抜き穴を配置することで、冷媒蒸発器のドレイン水が車両の急な旋回などによってその抜き穴から漏れてしまうことが懸念されるためである。
よってこの場合、冷媒流入口から下部タンクまで冷媒を導くサイド流路を設けることが有効であるが、部品点数の増加・サイド流路配置による冷媒圧損の増加やコア有効面積の減少などによる性能低下が懸念される。これらのことより、冷媒を上方から入れて全パスさせる技術の確立が大きく望まれている。
全パスに対して有効な技術として特許文献3に記載されているものがある。これは全パスを前提にした例ではないが、冷媒流入直後のヘッダタンク内を分離板にて冷媒主流室と冷媒分散室とに分け、主流室から分散室に冷媒を流入させる際、分離板に設けてある開口にてコア長さ方向の分配均一性を向上させ、その後熱交換チューブに流入させるものである。
しかしながら、開口の設定次第であり、この特許文献の従属項を見ても分かるとおり、様々な形状や径が考えられる。特にコア長さ方向にて大きさが異ならせるとその影響は大きく、例えばコア長さ方向に穴の開口を大きくしてゆくなどの工夫が必要となってくる。このような対応は、一つのサイズのコアにて均一分配を達成することに対しては大きな効果があるが、量産を考えると様々なサイズのコアにて同じように冷媒分配を均一にしなければならず、このような一品一様の対応はコストが嵩むので採用できない。
また、特許文献4に記載されている技術がある。上記特許文献3との違いは、コア部が押し出しチューブにて設定してある。また、コア長さ方向に全パスとしただけのもので大きな差異はなく、容易に発想できるものである。また、特許文献5に記載されている技術がある。これも上記特許文献3と大差なく、ただ冷媒流入口・流出口がヘッダタンクなどと一体にて製造できるものである。
上記した特許文献の特徴を整理すると、1)冷媒流入タンクを冷媒主流室と熱交換チューブに連通した冷媒分散室に分け、その二室を隔てている分離板にて分散室に流入する冷媒をコア長さ方向にて最適分配を行う2)コアサイズの対応手段として分離板の開口を変化させる3)冷媒分配時の冷媒流れ方向としては冷媒主流方向に対して直交する下方(重力方向)である、と言える。
また、特許文献6に記載されている技術がある。これはマルチフロータイプの冷媒蒸発器において冷媒流入タンクに少なくとも2箇所の冷媒流入口を設けたものである。しかしながら本特許文献の参照図を見て分かるとおり、冷媒流入までの配管が複雑となってコストや重量の増加となるばかりか、デッドスペースも大きくなる。また、配管を挿入してその配管に複数の開口を設ける手段もあるが、これは配管の固定手段を別途も受ける必要があるだけでなく、やはり製造工程が複雑となり、コストアップの要因となる。
特開2001−324290号公報 特開2001−12821号公報 特開平5−346297号公報 特開2003−75024号公報 特開平10−185463号公報 特開2001−343174号公報
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その第1の目的は、冷媒を上方から流入させる冷媒蒸発器において、コアの長さ方向に冷媒を均一分配することであり、第2の目的としてコアサイズ(コア長さ)が変わっても同様のタンク部品で対応することであり、第3の目的として熱交換チューブ内における冷媒の分配を改善することのできる冷媒蒸発器を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するために、請求項1ないし請求項10に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、複数本の熱交換チューブ(4)を積層し、その積層方向と略直行する前後方向から流入して熱交換チューブ(4)の外を流れる被冷却流体と熱交換チューブ(4)の中を流れる冷媒との間で熱交換を行うコア部と、複数の熱交換チューブ(4)の一端に接続されると共に、複数の熱交換チューブ(4)内と連通して複数の熱交換チューブ(4)に冷媒を分配供給する上流側タンク部(2)とを備えた冷媒蒸発器において、
上流側タンク部(2)は、冷媒を積層方向に関して複数の熱交換チューブ(4)へ分配するための積層方向冷媒分配通路(13a)と、複数の熱交換チューブ(4)のそれぞれに対応して設けられ、積層方向冷媒分配通路(13a)から分配された冷媒を、熱交換チューブ(4)の中の前後方向へ分配するための前後方向冷媒分配通路(12a)と、積層方向冷媒分配通路(13a)と前後方向冷媒分配通路(12a)との間に複数の熱交換チューブ(4)のそれぞれに対応して設けられ、積層方向冷媒分配通路(13a)から供給される冷媒を一旦前記前後方向へ流してから前後方向冷媒分配通路(12a)へ供給する前後方向連通路(11a)と、複数の熱交換チューブ(4)のそれぞれに対応して設けられ、前後方向冷媒分配通路(12a)から供給される冷媒を前後方向へ流して熱交換チューブ(4)へ供給する冷媒分配空間(15a)とを形成したことを特徴としている。
これは、従来のように積層方向冷媒分配通路(13a)から単純に下方(重力方向)へ冷媒が自重で落下して分配されるのではなく、一旦冷媒の主流とは直交する水平な前後方向へ前後方向連通路(11a)で流してから冷媒分配空間(15a)へ供給するようにしたものである。この請求項1に記載の発明によれば、冷媒を上方から流入させる冷媒蒸発器であっても、前後方向連通路(11a)が重力の影響を緩和するため、略水平方向に熱交換チューブ(4)が配列されたコア部と同様に、コア長さ方向に対して均一な冷媒分配を得ることができる。
そのため、コア長さ方向で全パスとしても良好な温度分布を得ることができる。また、コア長さ方向で全パスとすることで冷媒圧損を小さくすることができ、これにより性能向上が見込まれる。また、コアサイズ(コア長さ)が変わっても設計は簡易で、同様のタンク部品で対応できることより安価に製造することができる。また、冷媒流入口を上方に設定できることから空調ユニットへの搭載上有利であり、既存の冷媒蒸発器と置き換えるうえでも有利となる。
また、請求項2に記載の発明では、積層方向冷媒分配通路(13a)、前後方向冷媒分配通路(12a)および前後方向連通路(11a)は、熱交換チュ−ブ(4)を接続するヘッダプレート(10)、冷媒分配空間(15a)の機能を果たす空間孔(15a)を設けた第1空間形成プレート(15)、前後方向連通路(11a)を成す空間孔(11a)を設けた第2空間形成プレート(11)、両空間形成プレート(11、15)間に配設されて両空間孔(11a、15a)間を仕切る仕切り機能を果たすと共に前後方向冷媒分配通路(12a)を成す連通孔(12a)を設けた仕切りプレート(12)、および積層方向冷媒分配通路(13a)を有するタンクヘッダプレート(13)を積層して形成していることを特徴としている。この請求項2に記載の発明によれば、量産容易な簡素な構成とすることができる。
また、請求項3に記載の発明では、タンクヘッダプレート(13)に熱交換チュ−ブ(4)に対応する凸部分(13e)を形成することで、第2空間形成プレート(11)の空間孔(11a)が果たしていた前後方向連通路(11a)の機能を一体に持たせたことを特徴としている。この請求項3に記載の発明によれば、構成部品として第2空間形成プレート(11)を削減することができ、素材量が低減して軽量化するうえ、コストを抑えることができる。また、組み付けが容易となり生産性の向上ともなる。
また、請求項4に記載の発明では、両空間形成プレート(11、15)に形成する両空間孔(11a、15a)を複数の熱交換チューブ(4)に対応する部分を連結して大きく形成したことを特徴としている。この請求項4に記載の発明によれば、耐圧性があまり要求されないR134a冷媒などの熱交換器に適用することができ、空間形成プレート(11、15)の加工性を上げ加工費を抑えることができる。尚、この連結は、全体であっても良いし、部分的であっても良い。
また、請求項5に記載の発明では、ヘッダプレート(10)に熱交換チュ−ブ(4)に対応する凸部分(10c)を形成することで、第1空間形成プレート(15)の空間孔(15a)が果たしていた冷媒分配空間(15a)の機能を一体に持たせたことを特徴としている。この請求項5に記載の発明によれば、構成部品として第1空間形成プレート(15)を削減することができ、素材量が低減して軽量化するうえ、コストを抑えることができる。また、組み付けが容易となり生産性の向上ともなる。
また、請求項6に記載の発明では、仕切りプレート(12)における連通孔(12a)の連通面積を、冷媒の流入側近傍から遠方側に向かって漸次大きく形成したことを特徴としている。この請求項6に記載の発明によれば、通常、積層方向冷媒分配通路(13a)の圧損はその流動長さに従い冷媒流入口から遠ざかるにつれて大きくなる。よって、連通孔(12a)の大きさを漸次大きく形成することで冷媒分配を更に均一化することができる。尚、連通孔(12a)は角孔に限らないし、複数の熱交換チューブ(4)に対応する部分を連結して大きく形成しても良いし、必ずしも両側に必要ではなく片側だけであっても良い。
また、請求項7に記載の発明では、下流側タンク部(3)は、熱交換チューブ(4)から流出する冷媒を集合させるための冷媒集合空間(15a)と、冷媒集合空間(15a)に集合した冷媒を更に積層方向に集合させるための積層方向冷媒集合通路(13d)とを有し、冷媒集合空間(15a)と積層方向冷媒集合通路(13d)とを仕切り部材(12)にて仕切ると共に、その仕切り部近傍に冷媒の偏流を防止するための偏流防止手段(11b、12c)を設けたことを特徴としている。
この請求項7に記載の発明によれば、下流側タンク部(3)側においても流通抵抗を制御して冷媒の偏流を防止することで更に冷媒分配を均一に調節することができる。尚、下流側タンク部(3)の構成を上述した上流側タンク部(2)と同様とした場合、この偏流防止手段は第2空間形成プレート(11)、もしくは仕切りプレート(12)のいずれか一方に設ければ良い。
また、請求項8に記載の発明では、偏流防止手段(11b、12c)を形成する孔の面積の総和は、熱交換チューブ(4)の流路孔面積の総和よりも大きくしたことを特徴としている。この請求項8に記載の発明によれば、これにより圧損を小さくすることができ、性能低下を免れることができる。
また、請求項9に記載の発明では、上流側タンク部(2)に一端側で連通して第1パス部(1P)となる第1チュ−ブ列(1L)と、下流側タンク部(3)に一端側で連通して第2パス部(2P)となる第1チュ−ブ列(2L)とを前後方向に並べて配置し、両チュ−ブ列(1L、2L)の両他端側と連通する冷媒ターン部(T)を設けることにより上流側タンク部(2)と下流側タンク部(3)とを両チュ−ブ列(1L、2L)の一端側で一体に形成したことを特徴としている。
本発明においてターン数は風流れ方向(コア面直交方向)に対して複数であっても良く、この場合、前後Uターンの直交対向流となり、スーパーヒート領域やドライアウト領域により発生する温度分布を風下側の第1パス部(1P)にて緩和することができるために温度分布や性能が向上される。この請求項9に記載の発明によれば、上流側タンク部(2)と下流側タンク部(3)とを一体に形成することで構成部品を半減することができ、素材量が低減して軽量化するうえ、コストを抑えることができる。また、組み付けが容易となり生産性を向上させることができる。
また、請求項10に記載の発明では、外部を流れる被冷却流体と内部を流れる冷媒との熱交換を行う冷媒蒸発器であり、冷媒流れは、上流側タンク部(2)と下流側タンク部(3)との間に、少なくとも第1パス部(1P)と第2パス部(2P)とを有し、複数本の熱交換チューブ(4)を積層したチュ−ブ列で形成されるコア部と、第1パス部(1P)を経た冷媒を集合する冷媒集合空間(15a、16a)と、冷媒を第2パス部(2P)に分配する冷媒分配空間(15a、16a)と、冷媒集合空間(15a、16a)と冷媒分配空間(15a、16a)とを連通させる一対のタンク部(14a、17a)とを備え、コア部は、積層方向の略全領域で第1パス部(1P)および第2パス部(2P)をそれぞれ形成する第1チュ−ブ列(1L)と第2チュ−ブ列(2L)とを積層方向と直行する前後方向の一方ずつに備え、冷媒集合空間(15a、16a)と冷媒分配空間(15a、16a)とは、それぞれ積層方向に分割されており、一対のタンク部(14a、17a)は、それぞれ積層方向で別領域の冷媒集合空間(15a、16a)と冷媒分配空間(15a、16a)とを連通させた冷媒蒸発器において、
上流側タンク部(2)は、冷媒を積層方向に関して複数の熱交換チューブ(4)へ分配するための積層方向冷媒分配通路(13a)と、複数の熱交換チューブ(4)のそれぞれに対応して設けられ、積層方向冷媒分配通路(13a)から分配された冷媒を、熱交換チューブ(4)の中の前後方向へ分配するための前後方向冷媒分配通路(12a)と、積層方向冷媒分配通路(13a)と前後方向冷媒分配通路(12a)との間に複数の熱交換チューブ(4)のそれぞれに対応して設けられ、積層方向冷媒分配通路(13a)から供給される冷媒を一旦前記前後方向へ流してから前後方向冷媒分配通路(12a)へ供給する前後方向連通路(11a)と、複数の熱交換チューブ(4)のそれぞれに対応して設けられ、前後方向冷媒分配通路(12a)から供給される冷媒を前後方向へ流して熱交換チューブ(4)へ供給する冷媒分配空間(15a)とを形成したことを特徴としている。
この請求項10に記載の発明によれば、温度分布の均一化を図るためコア部を前後と左右との4分割とし、後方パス部から前方パス部へターンする際に左右方向で入れ替るようにターンさせるいわゆる前後左右クロスターン(Xターン)の冷媒蒸発器に、本発明の上流側タンク部(2)および下流側タンク部(3)での冷媒の均一分配構造を適用して組み合せることにより、更にコア面全面において温度分布の均一な冷媒蒸発器とすることができる。ちなみに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
(第1実施形態)
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態における冷媒蒸発器1の斜視図であり、図2は図1の冷媒蒸発器1における上タンク部2の分解斜視構成図である。尚、本明細書中での前後方向とは風流れ方向で、風上側を前、風下側を後としてコア巾(厚み)方向と対応する。また、左右方向とは垂直方向に長手の熱交換チューブを水平方向に複数本並列させた積層方向で、コア長さ方向と対応する。
本実施形態は、コア長さ方向に全パスとした冷媒蒸発器1であり、二酸化炭素冷媒(以下、CO冷媒)などを用いて高圧側の冷媒圧力が臨界圧以上となって作動する超臨界冷凍サイクルに、本発明の冷媒蒸発器1を適用した例にて説明する。冷媒上流側にある図示しない膨張弁などの減圧手段によって減圧されたCO冷媒が流入し、本冷媒蒸発器1にて空気と熱交換することでCO冷媒が蒸発し、気化された冷媒がより下流側へ流出されるものである。
上方の上流側タンク部2と下方の下流側タンク部3の間に、コア部となるチュ−ブ列が配された1パス(全パス)のマルチフロ−(MF)型である。ジョイントブロック6の冷媒導入部6aから入った冷媒は、上流側タンク部2からコア部に分配導入され、下流側タンク部3に集合導出され、ジョイントブロック6の冷媒導出部6bから出る構成となっている。
コア部は、各熱交換チュ−ブ4で形成される各隙間には、図示の如く、コルゲートフィン(熱交換フィン)5が配されて形成されている。ちなみに積層方向の両側は、サイドプレート7によって保持されている。また、本実施形態に示す上流側タンク部2は、概略コア部上に、ヘッダプレート10・第1空間形成プレート15・仕切りプレート(仕切り部材)12・第2空間形成プレート11・タンクヘッダプレート13を積層して形成されている。
ヘッダプレート10には、熱交換チューブ4を挿入・接続するチューブ孔10aと、ジョイントブロック6の接続ボス部6dを挿入・接続する冷媒流通孔6cとを対応する位置に開くように板材をプレス成形したものである。ちなみに、前後方向に立てて形成した10bは、積層した後に全体をかしめ固定するためのかしめ部である。また、冷媒流通孔6cは第1・第2空間形成プレート11・15と仕切りプレート12にも対応する位置に開けており、これらを通じてジョイントブロック6の冷媒導入部6aとタンクヘッダプレート13の積層方向冷媒分配通路13aとが連通するようになっている。
第1・第2空間形成プレート11・15は、板材に冷媒流通孔6cと各熱交換チュ−ブ4と対応する位置に空間孔11a・15aとをプレスで孔開けしたものである。空間孔15aは、第1空間形成プレート15においては冷媒分配空間機能を果たし、第2空間形成プレート11においては前後方向連通路を形成するものである。仕切りプレート12は、冷媒流通孔6cの他に、第1空間形成プレート15の冷媒分配空間と第2空間形成プレート11の前後方向連通路とを仕切って両空間を形成させると共に、板材の各熱交換チュ−ブ4の前後方向端部と対応した位置に前後方向連通路の一部となる連通孔12aをプレスで孔開けしたものである。
タンクヘッダプレート13は、中央に1条の積層方向冷媒分配通路13aを形成するよう板材をプレス成形したものである。また、下流側タンク部3は同様の構造(但し、仕切りプレート12は不要)にて図示しない冷媒集合空間と積層方向冷媒集合通路13dとを形成している。尚、積層方向冷媒分配通路13a・積層方向冷媒集合通路13dの両端部は、キャップ9にて封止されている。そして、これらの部品は全てアルミニウムで形成されており、接合に必要な面にはろう材がクラッドされており、これらを積層してヘッダプレート10のかしめ部10bにて仮固定した後、炉中ろう付けによって一体に接合される。
次に、上記構造の上流側タンク部2での冷媒の流れを説明する。図3の(a)は図1の冷媒蒸発器1における上タンク部2の中央を長さ方向に切断した縦断面図であり、(b)は(a)中のA−A断面図、(c)は(a)中のB−B断面図である。冷媒導入部6aから流入した冷媒は、各プレートの冷媒流通孔6cを通って積層方向冷媒分配通路13aをコアの長さ方向に流れ、各熱交換チューブ4に対応した第2空間形成プレート11の前後方向連通路11aに分配される。
各熱交換チューブ4用に分配された冷媒は、前後方向連通路11a中を水平方向であるコアの前後方向に流れ、熱交換チューブ4の略前後方向端部に対応する位置に設けられた連通孔12aから第1空間形成プレート15の冷媒分配空間15aに流入する。そして、冷媒分配空間15aにて熱交換チューブ4の図示しない各流路孔に分配されるようになっている。
次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、上流側タンク部2は、冷媒を積層方向に関して複数の熱交換チューブ4へ分配するための積層方向冷媒分配通路13aと、複数の熱交換チューブ4のそれぞれに対応して設けられ、積層方向冷媒分配通路13aから分配された冷媒を、熱交換チューブ4の中の前後方向へ分配するための前後方向冷媒分配通路12aと、積層方向冷媒分配通路13aと前後方向冷媒分配通路12aとの間に設けられ、積層方向冷媒分配通路13aから供給される冷媒を一旦前記前後方向へ流してから前後方向冷媒分配通路12aへ供給する前後方向連通路11aとを形成している。
これは、従来のように積層方向冷媒分配通路13aから単純に下方(重力方向)へ冷媒が自重で落下して分配されるのではなく、一旦冷媒の主流とは直交する水平な前後方向へ前後方向連通路11aで流してから冷媒分配空間15aへ供給するようにしたものである。これによれば、冷媒を上方から流入させる冷媒蒸発器であっても、前後方向連通路11aが重力の影響を緩和するため、略水平方向に熱交換チューブ4が配列されたコア部と同様に、コア長さ方向に対して均一な冷媒分配を得ることができる。
そのため、コア長さ方向で全パスとしても良好な温度分布を得ることができる。また、コア長さ方向で全パスとすることで冷媒圧損を小さくすることができ、これにより性能向上が見込まれる。また、コアサイズ(コア長さ)が変わっても設計は簡易で、同様のタンク部品で対応できることより安価に製造することができる。また、冷媒流入口を上方に設定できることから空調ユニットへの搭載上有利であり、既存の冷媒蒸発器と置き換えるうえでも有利となる。
また、積層方向冷媒分配通路13a、前後方向冷媒分配通路12aおよび前後方向連通路11aは、熱交換チュ−ブ4を接続するヘッダプレート10、冷媒分配空間15aの機能を果たす空間孔15aを設けた第1空間形成プレート15、前後方向連通路11aを成す空間孔11aを設けた第2空間形成プレート11、両空間形成プレート11・15間に配設されて両空間孔11a・15a間を仕切る仕切り機能を果たすと共に前後方向冷媒分配通路12aを成す連通孔12aを設けた仕切りプレート12、および積層方向冷媒分配通路13aを有するタンクヘッダプレート13を積層して形成している。これによれば、量産容易な簡素な構成とすることができる。
以上に述べた実施例では、熱交換器としての冷媒蒸発器は、複数の扁平なチューブ4と、これら複数のチューブ4に連通し、これら複数のチューブ4に第1媒体としての冷媒を分配して供給するタンク部2を有する。タンク部2は、複数のチューブ4に対して相対的に重力方向の上側に配置されることができる。複数のチューブ4は、その断面内通路の長手方向が、互いに平行になるように間隔をあけて積層され、列を成すようにして配列される。
複数のチューブ4の配列方向は、積層方向とも呼ばれる。複数のチューブ4の間には、チューブ4の扁平な表面に沿って流れる第2媒体としての空気のための通路が形成される。空気は、チューブ4の断面の長手方向に沿って流れる。この長手方向は、空気の流れの上下流に関しては前後方向とも呼びうる。チューブ4の間には、フィン5を配置することができる。
タンク部2は、複数のチューブ4の配列方向に渡って延びる配列方向分配通路13aを形成する。配列方向分配通路13aは、複数のチューブ4に渡って延びる長さを持つ。配列方向分配通路13aは、チューブ4の断面長手方向、すなわち前後方向に関してチューブ4より細い幅を有する。この結果、チューブ4の延在方向に関して見ると、配列方向分配通路13aが占める範囲は、チューブ4の開口範囲より狭く、一つの形態においては配列方向分配通路13aの両側に一つのチューブ4の開口部が突出して位置する。
更にタンク部2は、複数のチューブ4のそれぞれに対応して、チューブ4の断面長手方向に関して冷媒を分散的に供給する長手方向分配手段を形成する。長手方向分配手段は、配列方向分配通路13aから、長手方向すなわち前後方向へ延びる前後方向連通路11aと、この前後方向連通路11aからチューブ4の端部開口へ向けて延びる複数の前後方向分配通路12aとにより構成することができる。
前後方向連通路11aは、配列方向分配通路13aから前後両方向に、前後両方向へ交互に、あるいは前方向または後方向のいずれかのみに向けて延びることができる。前後方向分配通路12aは、チューブ4の前後方向に関して分散して配置することができ、チューブ4の前後に対応して、前側通路と後側通路とによって提供することができる。冷媒は、配列方向分配通路13a内を配列方向に沿って流れ、この配列方向に流れながら複数のチューブ4のそれぞれに向けて分配される。
その後、冷媒は、それぞれのチューブ4のそれぞれに対応して、対応するチューブ4の断面の長手方向に沿って流れ、その長手方向に流れながらチューブ4の前後方向に関して分配され、チューブ4の内部に流入する。タンク部2は、複数の板状部材を積層して構成することができる。複数の板状部材は、それらに形成された溝または貫通穴によって上記の複数の通路を提供する。タンク部2は、熱交換器としての冷媒蒸発器のすべてのチューブ4に連通するように構成されることができる。タンク部2は、熱交換器としての冷媒蒸発器の一部の範囲を占めるチューブ4にのみ連通するように構成されることもできる。
(他の実施形態1)
図4の(a)は図1の冷媒蒸発器1における他の実施形態1を示す斜視図であり、(b)は(a)中のC−C断面図、(c)は(a)中のD−D断面図である。タンクヘッダプレート13に熱交換チュ−ブ4に対応する凸部分13eを形成することで、第2空間形成プレート11の空間孔11aが果たしていた前後方向連通路11aの機能を一体に持たせている。これによれば、構成部品として第2空間形成プレート11を削減することができ、素材量が低減して軽量化するうえ、コストを抑えることができる。また、組み付けが容易となり生産性の向上ともなる。
(他の実施形態2)
図5は、図1の冷媒蒸発器1における他の実施形態2を示す斜視図である。両空間形成プレート11・15に形成する両空間孔11a・15aを複数の熱交換チューブ4に対応する部分を連結して大きく形成している。これによれば、耐圧性があまり要求されないR134a冷媒などの熱交換器に適用することができ、空間形成プレート11・15の加工性を上げ加工費を抑えることができる。尚、この連結は、全体であっても良いし、部分的であっても良い。
(他の実施形態3)
図6は、図1の冷媒蒸発器1における他の実施形態3を示す斜視図である。ヘッダプレート10に熱交換チュ−ブ4に対応する凸部分10cを形成することで、第1空間形成プレート15の空間孔15aが果たしていた冷媒分配空間15aの機能を一体に持たせている。これによれば、構成部品として第1空間形成プレート15を削減することができ、素材量が低減して軽量化するうえ、コストを抑えることができる。また、組み付けが容易となり生産性の向上ともなる。
(他の実施形態4)
図7は、図1の冷媒蒸発器1における他の実施形態4を示す斜視図である。仕切りプレート12における連通孔12aの連通面積を、冷媒の流入側近傍から遠方側に向かって漸次大きく形成している。これによれば、通常、積層方向冷媒分配通路13aの圧損はその流動長さに従い冷媒流入口から遠ざかるにつれて大きくなる。よって、連通孔12aの大きさを漸次大きく形成することで冷媒分配を更に均一化することができる。尚、連通孔12aは角孔に限らないし、複数の熱交換チューブ4に対応する部分を連結して大きく形成しても良いし、必ずしも両側に必要ではなく片側だけであっても良い。
(第2実施形態)
図8の(a)は本発明の第2実施形態における冷媒蒸発器1の斜視図であり、(b)はコア部の部分拡大斜視図である。また、図9は図8の冷媒蒸発器1における上側タンク部の分解斜視構成図である。上述した第1実施形態と異なるのは、コア長さ方向に全パスとした冷媒流れを、更に前後Uターンとして構成した点である。尚、上述した第1実施形態と同一部分については同一符号を付し、それらの説明の全部または一部を省略する。
上側タンク部として上流側タンク部2と下流側タンク部3とが一体に形成されており、下側タンク部が冷媒ターン部Tとなっている。そして、上流側タンク部2の下方に第1パス部1Pとなる第1チュ−ブ列1L、下流側タンク部3の下方に第2パス部2Pとなる第2チュ−ブ列2Lが配されたマルチフロ−(MF)型である。
各パス部1P・2Pは、各熱交換チュ−ブ4と第1チュ−ブ列1Lと第2チュ−ブ列2Lとで形成される各隙間には、図示の如く、コルゲ−トフィン(熱交換フィン)5が配されて形成されている(図1(b)参照)。そして、図例では、第1パス部1Pが後側(風下側)コア部で行われ下降流となり、第2パス部2Pが前側(風上側)コア部で行われ上昇流となるようになっており、従来と同様、直交対向流となるので、性能・温度分布の均一性で有利となる。
本実施形態に示す上側タンク部2・3は、概略コア部上に、ヘッダプレート10・第1空間形成プレート15・仕切りプレート12・第2空間形成プレート11・タンクヘッダプレート13を積層して形成されている。ヘッダプレート10には、熱交換チューブ4を挿入・接続するチューブ孔10aを2列と、ジョイントブロック6の接続ボス部6dを挿入・接続する冷媒流通孔6cを2つ、対応する位置に開くように板材をプレス成形したものである。
ちなみに、前後方向に立てて形成した10bは、積層した後に全体をかしめ固定するためのかしめ部である。また、冷媒流通孔6cは第1・第2空間形成プレート11と仕切りプレート12にも対応する位置に開けており、これらを通じてジョイントブロック6の冷媒導入部6a・冷媒導出部6bがタンクヘッダプレート13の積層方向冷媒分配通路13a・積層方向冷媒集合通路13dと連通するようになっている。
空間形成プレート11・15は、板材に冷媒流通孔6cを2つと各熱交換チュ−ブ4と対応する位置に空間孔11a・15aを2列、プレスで孔開けしたものである。上流側タンク部2側の空間孔11a・15aは、第1空間形成プレート15においては冷媒分配空間機能を果たし、第2空間形成プレート11においては前後方向連通路を形成するものである。下流側タンク部3側の空間孔11a・15aは、第1・第2空間形成プレート11・15共に冷媒集合空間機能を果たす。
仕切りプレート12は、冷媒流通孔6cを2つと、上流側タンク部2側には第1空間形成プレート15の冷媒分配空間15aと第2空間形成プレート11の前後方向連通路11aとを仕切って両空間を形成させると共に、板材の各熱交換チュ−ブ4の前後方向端部と対応した位置に前後方向冷媒分配通路となる連通孔12aと、下流側タンク部3側には空間形成プレート11と同様の空間孔12bとをプレスで孔開けしたものである。
タンクヘッダプレート13は、前後に各1条づつ、上流側タンク部2用の積層方向冷媒分配通路13aと、下流側タンク部3用の積層方向冷媒集合通路13dとを形成するよう板材をプレス成形したものである。また、下側タンク部の冷媒ターン部Tは、詳しい図示は省略するが、上側タンク部と同様の構造(但し、仕切りプレート12は不要)にて、第1チュ−ブ列1Lに対応した冷媒集合空間と積層方向冷媒集合通路13b、第2チュ−ブ列2Lに対応した冷媒分配空間と積層方向冷媒分配通路13c、そして積層方向冷媒集合通路13bと積層方向冷媒分配通路13cとを連通させる図示しない連通路とを形成している。
尚、積層方向冷媒分配通路13a・13c、積層方向冷媒集合通路13b・13dの両端部は、キャップ9にて封止されている。そして、これらの部品は全てアルミニウムで形成されており、接合に必要な面にはろう材がクラッドされており、これらを積層してヘッダプレート10のかしめ部10bにて仮固定した後、炉中ろう付けによって一体に接合される。
次に、上記構造の冷媒蒸発器1での冷媒の流れを説明する。図10は、図8の冷媒蒸発器1における上側タンク部を巾方向に切断した縦断面図である。冷媒導入部6aから流入した冷媒は、各プレートの冷媒流通孔6cを通り、まず上流側タンク部2側において、積層方向冷媒分配通路13aをコアの長さ方向に流れ、第1パス部1Pの各熱交換チューブ4に対応した第2空間形成プレート11の前後方向連通路11aに分配される。
各熱交換チューブ4用に分配された冷媒は、前後方向連通路11a中を水平方向であるコアの前後方向に流れ、熱交換チューブ4の略前後方向端部に対応する位置に設けられた連通孔12aから第1空間形成プレート15の冷媒分配空間15aに流入する。そして、冷媒分配空間15aにて熱交換チューブ4の図示しない各流路孔に分配されて第1パス部1Pを流れる。
第1パス部1Pを流れた冷媒は、下側タンク部(冷媒ターン部T)の図示しない各冷媒集合空間から積層方向冷媒集合通路13bへと集合し、図示しない連通路を通って積層方向冷媒分配通路13cへと移動する。そして、積層方向冷媒分配通路13cをコアの長さ方向に流れて、第2パス部2Pの各熱交換チューブ4に対応した図示しない冷媒分配空間に分配される。そして、冷媒分配空間にて熱交換チューブ4の図示しない各流路孔に分配されて第2パス部2Pを流れる。
第2パス部2Pを流れた冷媒は、上側タンク部の下流側タンク部3側の各冷媒集合空間11aから積層方向冷媒集合通路13dへと集合し、各プレートの冷媒流通孔6cを通って冷媒導出部6bから流出する。
次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。上流側タンク部2に一端側で連通して第1パス部1Pとなる第1チュ−ブ列1Lと、下流側タンク部3に一端側で連通して第2パス部2Pとなる第1チュ−ブ列2Lとを前後方向に並べて配置し、両チュ−ブ列1L・2Lの両他端側と連通する冷媒ターン部Tを設けることにより上流側タンク部2と下流側タンク部3とを両チュ−ブ列1L・2Lの一端側で一体に形成している。
本発明においてターン数は風流れ方向(コア面直交方向)に対して複数であっても良く、この場合、前後Uターンの直交対向流となり、スーパーヒート領域やドライアウト領域により発生する温度分布を風下側の第1パス部1Pにて緩和することができるために温度分布や性能が向上される。これによれば、上流側タンク部2と下流側タンク部3とを一体に形成することで構成部品を半減することができ、素材量が低減して軽量化するうえ、コストを抑えることができる。また、組み付けが容易となり生産性を向上させることができる。
(他の実施形態5)
図11・12は、図8の冷媒蒸発器1における他の実施形態5を示す斜視図である。下流側タンク部3は、熱交換チューブ4から流出する冷媒を集合させるための冷媒集合空間15aと、冷媒集合空間15aに集合した冷媒を更に積層方向に集合させるための積層方向冷媒集合通路13dとを有し、冷媒集合空間15aと積層方向冷媒集合通路13dとを仕切り部材12にて仕切ると共に、その仕切り部近傍に冷媒の偏流を防止するための偏流防止手段11b・12cを設けている。
具体的に図11に示す例では、空間形成プレート11の下流側タンク部3に対応する側の空間孔11bを冷媒の流出側近傍から遠方側に向かって漸次大きく形成して偏流防止手段としている。また、図12に示す例では、仕切りプレート12の下流側タンク部3に対応する側の空間孔12cを冷媒の流出側近傍から遠方側に向かって漸次大きく形成して偏流防止手段としている。
このように、下流側タンク部3側においても流通抵抗を制御して冷媒の偏流を防止することで更に冷媒分配を均一に調節することができる。尚、下流側タンク部3の構成を上述した上流側タンク部2と同様とした場合、この偏流防止手段は第2空間形成プレート11、もしくは仕切りプレート12のいずれか一方に設ければ良い。
また、この偏流防止手段11b・12cを形成する孔の面積の総和は、熱交換チューブ4の流路孔面積の総和よりも大きくしている。これにより圧損を小さくすることができ、性能低下を免れることができる。尚、孔の形状は問うものではなく、例えば角孔でも丸孔でも良く、複数の熱交換チューブ4に対応する部分を連結して大きく形成しても良い。
(第3実施形態)
図13の(a)は本発明の第3実施形態における冷媒蒸発器1の斜視図であり、図14は図13の冷媒蒸発器1における冷媒ターン部Tの分解斜視構成図である。上述した第2実施形態とは冷媒ターン部Tの構造のみ異なっている。そのため、図13〜16は使用時の姿勢とは上下を反転して冷媒ターン部Tを上にして表している。また、上述した第2実施形態と同一部分(例えば上下流タンク部2・3)については同一符号を付し、それらの説明の全部または一部を省略する。
本実施形態に示す冷媒ターン部Tは、概略コア部上に、ヘッダプレート14・空間形成プレート15・交差プレート16・空間形成プレート15・タンクヘッダプレート17を積層して形成されている。タンクヘッダプレート17は、中央に1条のタンク部17aを形成するよう板材をプレス成形したものである。
また、ヘッダプレート14も同様に、中央に1条のタンク部14aを形成するよう板材をプレス成形したものであり、タンクヘッダプレート17と異なるのは、熱交換チューブ4を接続するチューブ孔14bが対応する位置に開けられていることである。そして、タンク部14aと17aは第1パス部1Pと第2パス部2Pとの連通する一対の連通部となっている。
空間形成プレート15は、冷媒集配空間機能を果たすものであり、板材の各熱交換チュ−ブ4と対応する位置に空間孔15aをプレスで孔開けしたものである。交差プレート16は、第1パス部1Pを経た冷媒流れを第2パス部2Pへ折り返す際、左右方向で入れ替るよう、上記一対の連通部14a・17aを使って流路を形成するためのものであり、板材の各熱交換チュ−ブ4と対応する位置に連通孔16aを開けると共に、前後左右の各パス部に対応して連通部14a・17aとの連通を阻止する部分に連通防止部Ta〜Td(図15(b)・(c)参照)となる切り起こしをプレス加工したものである。
そして、これらを積層すると空間孔15a・連通孔16aおよび連通部14a・17aを使って冷媒集合空間と冷媒分配空間とが形成される。タンク部14a・17aの両端部は、キャップ9で封止される。また、これらの部品は全てアルミニウムで形成されており、炉中ろう付けにて一体に接合される。
図15の(a)は図13の冷媒蒸発器1における冷媒ターン部Tの斜視図であり、(b)は(a)中のE−E断面図、(c)は(a)中のF−F断面図である。また、図16は図13の冷媒蒸発器1における冷媒の流れを示す模式図である。そして、本形態におけるコアの長さ方向における冷媒流れの入れ替えは下記の如く行われる。右側第1パス1P(R)として後コア部1Pの右側チュ−ブ列から後側の空間15a・16aを経てタンク部14a内に集合した冷媒(E−E断面図中の実線矢印)は、タンク部14b内を右方へと流れ、前側の空間15a・16aを経て前コア部2Pの左側チュ−ブ列へ流入することにより左側第2パス2P(L)へ移る(F−F断面図中の実線矢印)。
他方、左側第1パス1P(L)として後コア部1Pの左側チュ−ブ列から後側の空間15a・16aを経てタンク部17a内に集合した冷媒(F−F断面図中の点線矢印)は、タンク部17a内を左方へと流れ、前側の空間15a・16aを経て前コア部2Pの右側チュ−ブ列へ流入することにより右側第2パス2P(R)へ移る(E−E断面図中の点線矢印)。尚、本実施形態の冷媒蒸発器1は、どちらから冷媒を流入させても同様の流路が構成される。
次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。外部を流れる被冷却流体と内部を流れる冷媒との熱交換を行う冷媒蒸発器であり、冷媒流れは、上流側タンク部2と下流側タンク部3との間に、少なくとも第1パス部1Pと第2パス部2Pとを有し、複数本の熱交換チューブ4を積層したチュ−ブ列で形成されるコア部と、第1パス部1Pを経た冷媒を集合する冷媒集合空間15a・16aと、冷媒を第2パス部2Pに分配する冷媒分配空間15a・16aと、冷媒集合空間15a・16aと冷媒分配空間15a・16aとを連通させる一対のタンク部14a・17aとを備え、コア部は、積層方向の略全領域で第1パス部1Pおよび第2パス部2Pをそれぞれ形成する第1チュ−ブ列1Lと第2チュ−ブ列2Lとを積層方向と直行する前後方向の一方ずつに備え、冷媒集合空間15a・16aと冷媒分配空間15a・16aとは、それぞれ積層方向に分割されており、一対のタンク部14a・17aは、それぞれ積層方向で別領域の冷媒集合空間15a・16aと冷媒分配空間15a・16aとを連通させた冷媒蒸発器において、
上流側タンク部2は、冷媒を積層方向に関して複数の熱交換チューブ4へ分配するための積層方向冷媒分配通路13aと、複数の熱交換チューブ4のそれぞれに対応して設けられ、積層方向冷媒分配通路13aから分配された冷媒を、熱交換チューブ4の中の前後方向へ分配するための前後方向冷媒分配通路12aと、積層方向冷媒分配通路13aと前後方向冷媒分配通路12aとの間に設けられ、積層方向冷媒分配通路13aから供給される冷媒を一旦前記前後方向へ流してから前後方向冷媒分配通路12aへ供給する前後方向連通路11aとを形成している。
これによれば、温度分布の均一化を図るためコア部を前後と左右との4分割とし、後方パス部から前方パス部へターンする際に左右方向で入れ替るようにターンさせるいわゆる前後左右クロスターン(Xターン)の冷媒蒸発器に、本発明の上流側タンク部2および下流側タンク部3での冷媒の均一分配構造を適用して組み合せることにより、更にコア面全面において温度分布の均一な冷媒蒸発器とすることができる。
(その他の実施形態)
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載される範囲内で種々に及ぶものである。上述の実施形態では、CO冷媒を用いた超臨界冷凍サイクルの例で示したが、本発明は冷媒種類や冷媒圧力を限定するものではなく、例えばフロン冷媒などを用いた冷凍サイクルに適用しても良い。また、上述の実施形態では、冷媒蒸発器について説明してきたが、本発明は、冷媒以外の熱媒体を使用し、被温調流体を温調(加熱や冷却)する場合に適用しても良い。また、上述の実施形態では、ジョイントブロック6が上下タンク部のコア部側の面に付いているが、側面や上下面に付いていても良い。また、第1パス部1Pと第2パス部2Pとが前後方向で逆の構成であっても良い。
本発明の第1実施形態に係る冷媒蒸発器1の斜視図である。 図1の冷媒蒸発器1における上タンク部2の分解斜視構成図である。 (a)は図1の冷媒蒸発器1における上タンク部2の中央を長さ方向に切断した縦断面図であり、(b)は(a)中のA−A断面図、(c)は(a)中のB−B断面図である。 (a)は図1の冷媒蒸発器1における他の実施形態1を示す斜視図であり、(b)は(a)中のC−C断面図、(c)は(a)中のD−D断面図である。 図1の冷媒蒸発器1における他の実施形態2を示す斜視図である。 図1の冷媒蒸発器1における他の実施形態3を示す斜視図である。 図1の冷媒蒸発器1における他の実施形態4を示す斜視図である。 (a)は本発明の第2実施形態における冷媒蒸発器1の斜視図であり、(b)はコア部の部分拡大斜視図である。 図8の冷媒蒸発器1における上側タンク部の分解斜視構成図である。 図8の冷媒蒸発器1における上側タンク部を巾方向に切断した縦断面図である。 図8の冷媒蒸発器1における他の実施形態5を示す斜視図である。 図8の冷媒蒸発器1における他の実施形態6を示す斜視図である。 (a)は本発明の第3実施形態における冷媒蒸発器1の斜視図である。 図13の冷媒蒸発器1における冷媒ターン部Tの分解斜視構成図である。 (a)は図13の冷媒蒸発器1における下タンク部3の斜視図であり、(b)は(a)中のE−E断面図、(c)は(a)中のF−F断面図である。 図13の冷媒蒸発器1における冷媒の流れを示す模式図である。
符号の説明
1…冷媒蒸発器
1L…第1チュ−ブ列
1P…第1パス部
2…上流側タンク部
2L…第2チュ−ブ列
2P…第2パス部
3…下流側タンク部
4…熱交換チューブ
10…ヘッダプレート
10c…凸部分
11…第2空間形成プレート
11a…前後方向連通路、空間孔
11b…偏流防止手段
12…仕切りプレート、仕切り部材
12a…前後方向冷媒分配通路、連通孔
12c…偏流防止手段
13…タンクヘッダプレート
13a…積層方向冷媒分配通路
13d…積層方向冷媒集合通路
13e…凸部分
14a…タンク部
15…第1空間形成プレート
15a…冷媒分配空間、空間孔、冷媒集合空間
16a…冷媒集合空間、冷媒分配空間
17a…タンク部
T…冷媒ターン部

Claims (10)

  1. 複数本の熱交換チューブ(4)を積層し、その積層方向と略直行する前後方向から流入して前記熱交換チューブ(4)の外を流れる被冷却流体と前記熱交換チューブ(4)の中を流れる冷媒との間で熱交換を行うコア部と、
    複数の前記熱交換チューブ(4)の一端に接続されると共に、複数の前記熱交換チューブ(4)内と連通して複数の前記熱交換チューブ(4)に冷媒を分配供給する上流側タンク部(2)とを備えた冷媒蒸発器において、
    前記上流側タンク部(2)は、冷媒を前記積層方向に関して複数の前記熱交換チューブ(4)へ分配するための積層方向冷媒分配通路(13a)と、
    複数の前記熱交換チューブ(4)のそれぞれに対応して設けられ、前記積層方向冷媒分配通路(13a)から分配された冷媒を、前記熱交換チューブ(4)の中の前記前後方向へ分配するための前後方向冷媒分配通路(12a)と、
    前記積層方向冷媒分配通路(13a)と前記前後方向冷媒分配通路(12a)との間に複数の前記熱交換チューブ(4)のそれぞれに対応して設けられ、前記積層方向冷媒分配通路(13a)から供給される冷媒を一旦前記前後方向へ流してから前記前後方向冷媒分配通路(12a)へ供給する前後方向連通路(11a)と
    複数の前記熱交換チューブ(4)のそれぞれに対応して設けられ、前記前後方向冷媒分配通路(12a)から供給される冷媒を前記前後方向へ流して前記熱交換チューブ(4)へ供給する冷媒分配空間(15a)とを形成したことを特徴とする冷媒蒸発器。
  2. 前記積層方向冷媒分配通路(13a)、前記前後方向冷媒分配通路(12a)および前記前後方向連通路(11a)は、前記熱交換チュ−ブ(4)を接続するヘッダプレート(10)、冷媒分配空間(15a)の機能を果たす空間孔(15a)を設けた第1空間形成プレート(15)、前記前後方向連通路(11a)を成す空間孔(11a)を設けた第2空間形成プレート(11)、前記両空間形成プレート(11、15)間に配設されて両空間孔(11a、15a)間を仕切る仕切り機能を果たすと共に前記前後方向冷媒分配通路(12a)を成す連通孔(12a)を設けた仕切りプレート(12)、および前記積層方向冷媒分配通路(13a)を有するタンクヘッダプレート(13)を積層して形成していることを特徴とする請求項1に記載の冷媒蒸発器。
  3. 前記タンクヘッダプレート(13)に前記熱交換チュ−ブ(4)に対応する凸部分(13e)を形成することで、前記第2空間形成プレート(11)の前記空間孔(11a)が果たしていた前記前後方向連通路(11a)の機能を一体に持たせたことを特徴とする請求項2に記載の冷媒蒸発器。
  4. 前記両空間形成プレート(11、15)に形成する両空間孔(11a、15a)を複数の前記熱交換チューブ(4)に対応する部分を連結して大きく形成したことを特徴とする請求項2に記載の冷媒蒸発器。
  5. 前記ヘッダプレート(10)に前記熱交換チュ−ブ(4)に対応する凸部分(10c)を形成することで、前記第1空間形成プレート(15)の前記空間孔(15a)が果たしていた前記冷媒分配空間(15a)の機能を一体に持たせたことを特徴とする請求項2に記載の冷媒蒸発器。
  6. 前記仕切りプレート(12)における前記連通孔(12a)の連通面積を、冷媒の流入側近傍から遠方側に向かって漸次大きく形成したことを特徴とする請求項2に記載の冷媒蒸発器。
  7. 下流側タンク部(3)は、前記熱交換チューブ(4)から流出する冷媒を集合させるための冷媒集合空間(15a)と、前記冷媒集合空間(15a)に集合した冷媒を更に前記積層方向に集合させるための積層方向冷媒集合通路(13d)とを有し、前記冷媒集合空間(15a)と前記積層方向冷媒集合通路(13d)とを仕切り部材(12)にて仕切ると共に、その仕切り部近傍に冷媒の偏流を防止するための偏流防止手段(11b、12c)を設けたことを特徴とする請求項1に記載の冷媒蒸発器。
  8. 前記偏流防止手段(11b、12c)を形成する孔の面積の総和は、前記熱交換チューブ(4)の流路孔面積の総和よりも大きくしたことを特徴とする請求項7に記載の冷媒蒸発器。
  9. 前記上流側タンク部(2)に一端側で連通して第1パス部(1P)となる第1チュ−ブ列(1L)と、前記下流側タンク部(3)に一端側で連通して第2パス部(2P)となる第1チュ−ブ列(2L)とを前記前後方向に並べて配置し、前記両チュ−ブ列(1L、2L)の両他端側と連通する冷媒ターン部(T)を設けることにより前記上流側タンク部(2)と前記下流側タンク部(3)とを前記両チュ−ブ列(1L、2L)の一端側で一体に形成したことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の冷媒蒸発器。
  10. 外部を流れる被冷却流体と内部を流れる冷媒との熱交換を行う冷媒蒸発器であり、
    冷媒流れは、上流側タンク部(2)と下流側タンク部(3)との間に、少なくとも第1パス部(1P)と第2パス部(2P)とを有し、
    複数本の熱交換チューブ(4)を積層したチュ−ブ列で形成されるコア部と、前記第1パス部(1P)を経た冷媒を集合する冷媒集合空間(15a、16a)と、冷媒を前記第2パス部(2P)に分配する冷媒分配空間(15a、16a)と、前記冷媒集合空間(15a、16a)と前記冷媒分配空間(15a、16a)とを連通させる一対のタンク部(14a、17a)とを備え、
    前記コア部は、前記積層方向の略全領域で前記第1パス部(1P)および前記第2パス部(2P)をそれぞれ形成する第1チュ−ブ列(1L)と第2チュ−ブ列(2L)とを前記積層方向と直行する前後方向の一方ずつに備え、
    前記冷媒集合空間(15a、16a)と前記冷媒分配空間(15a、16a)とは、それぞれ前記積層方向に分割されており、
    前記一対のタンク部(14a、17a)は、それぞれ前記積層方向で別領域の前記冷媒集合空間(15a、16a)と前記冷媒分配空間(15a、16a)とを連通させた冷媒蒸発器において、
    前記上流側タンク部(2)は、冷媒を前記積層方向に関して複数の前記熱交換チューブ(4)へ分配するための積層方向冷媒分配通路(13a)と、
    複数の前記熱交換チューブ(4)のそれぞれに対応して設けられ、前記積層方向冷媒分配通路(13a)から分配された冷媒を、前記熱交換チューブ(4)の中の前記前後方向へ分配するための前後方向冷媒分配通路(12a)と、
    前記積層方向冷媒分配通路(13a)と前記前後方向冷媒分配通路(12a)との間に複数の前記熱交換チューブ(4)のそれぞれに対応して設けられ、前記積層方向冷媒分配通路(13a)から供給される冷媒を一旦前記前後方向へ流してから前記前後方向冷媒分配通路(12a)へ供給する前後方向連通路(11a)と
    複数の前記熱交換チューブ(4)のそれぞれに対応して設けられ、前記前後方向冷媒分配通路(12a)から供給される冷媒を前記前後方向へ流して前記熱交換チューブ(4)へ供給する冷媒分配空間(15a)とを形成したことを特徴とする冷媒蒸発器。
JP2004190101A 2004-06-28 2004-06-28 冷媒蒸発器 Expired - Fee Related JP4281634B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004190101A JP4281634B2 (ja) 2004-06-28 2004-06-28 冷媒蒸発器
US11/159,641 US7571761B2 (en) 2004-06-28 2005-06-23 Heat exchanger
DE102005029171A DE102005029171A1 (de) 2004-06-28 2005-06-23 Wärmetauscher

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004190101A JP4281634B2 (ja) 2004-06-28 2004-06-28 冷媒蒸発器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006010262A JP2006010262A (ja) 2006-01-12
JP4281634B2 true JP4281634B2 (ja) 2009-06-17

Family

ID=35504354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004190101A Expired - Fee Related JP4281634B2 (ja) 2004-06-28 2004-06-28 冷媒蒸発器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7571761B2 (ja)
JP (1) JP4281634B2 (ja)
DE (1) DE102005029171A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9631841B2 (en) 2012-03-06 2017-04-25 Denso Corporation Refrigerant evaporator

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4690883B2 (ja) * 2005-12-20 2011-06-01 三菱重工業株式会社 熱交換器および空気調和機
FR2896862B1 (fr) * 2006-01-31 2008-04-11 Valeo Systemes Thermiques Boite collectrice avec couvercle pour fluide haute pression, echangeur de chaleur comportant une telle boite et procede pour sa fabrication
JP4724594B2 (ja) * 2006-04-28 2011-07-13 昭和電工株式会社 熱交換器
JP2007298260A (ja) * 2006-05-08 2007-11-15 Sanden Corp 熱交換器
EP2150757B1 (de) * 2007-05-22 2018-10-24 MAHLE Behr GmbH & Co. KG Wärmeübertrager
JP5046771B2 (ja) * 2007-07-27 2012-10-10 三菱重工業株式会社 冷媒蒸発器
CN101910777B (zh) * 2008-01-10 2013-03-27 摩丁制造公司 热交换器
CN202013133U (zh) * 2008-02-22 2011-10-19 利厄伯特公司 热交换器和热交换器系统
JP5408951B2 (ja) * 2008-10-16 2014-02-05 三菱重工業株式会社 冷媒蒸発器およびそれを用いた空調装置
FR2941522B1 (fr) * 2009-01-27 2012-08-31 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur pour deux fluides, en particulier evaporateur de stockage pour dispositif de climatisation
FR2947332B1 (fr) * 2009-06-25 2011-07-22 Valeo Systemes Thermiques Boite collectrice pour echangeur de chaleur ayant une aptitude au brasage amelioree
GB201008099D0 (en) * 2010-05-14 2010-06-30 Eaton Williams Group Ltd A rear door heat exchanger
JP4983998B2 (ja) * 2010-09-29 2012-07-25 ダイキン工業株式会社 熱交換器
JP5796564B2 (ja) * 2011-11-30 2015-10-21 株式会社デンソー 熱交換器
JP5884484B2 (ja) * 2011-12-28 2016-03-15 ダイキン工業株式会社 熱交換器
EP2857783A1 (en) * 2013-10-04 2015-04-08 ABB Technology AG Heat exchange device based on a pulsating heat pipe
US10054376B2 (en) * 2013-10-29 2018-08-21 Mitsubishi Electric Corporation Heat exchanger and air-conditioning apparatus
WO2015063875A1 (ja) * 2013-10-30 2015-05-07 三菱電機株式会社 積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置
EP3088831B1 (en) * 2013-12-27 2022-02-16 Mitsubishi Electric Corporation Heat exchanger and air conditioning apparatus
JP6120998B2 (ja) * 2014-01-27 2017-04-26 三菱電機株式会社 積層型ヘッダー、熱交換器、及び、空気調和装置
DE102014203038A1 (de) * 2014-02-19 2015-08-20 MAHLE Behr GmbH & Co. KG Wärmeübertrager
US20160231067A1 (en) * 2015-02-09 2016-08-11 Delphi Technologies, Inc. Heat exchanger with clam-shell header
DE102015224236A1 (de) * 2015-12-03 2017-06-08 Mahle International Gmbh Wärmeübertrager
GB2562935B (en) * 2016-04-07 2021-02-17 Mitsubishi Electric Corp Distributer, heat exchanger, and air-conditioning apparatus
WO2018078746A1 (ja) * 2016-10-26 2018-05-03 三菱電機株式会社 分配器および熱交換器
JP6746234B2 (ja) * 2017-01-25 2020-08-26 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 熱交換器、及び、空気調和機
EP3418662B1 (en) * 2017-06-22 2020-11-11 HS Marston Aerospace Limited Method of forming a component for a heat exchanger
EP3614093A1 (en) * 2018-08-24 2020-02-26 Valeo Autosystemy SP. Z.O.O. A collector box for a heat exchanger
US11536496B2 (en) * 2018-10-29 2022-12-27 Mitsubishi Electric Corporation Heat exchanger and refrigeration cycle apparatus
JP7118236B2 (ja) * 2019-02-20 2022-08-15 三菱電機株式会社 熱交換器及び冷凍サイクル装置
JP6822525B2 (ja) * 2019-06-28 2021-01-27 ダイキン工業株式会社 熱交換器およびヒートポンプ装置
JP7055779B2 (ja) * 2019-08-06 2022-04-18 ダイキン工業株式会社 ヘッダを有する熱交換器
EP4012296A4 (en) * 2019-08-07 2022-09-21 Daikin Industries, Ltd. HEAT EXCHANGER AND HEAT PUMP DEVICE
WO2021069060A1 (en) * 2019-10-08 2021-04-15 Valeo Autosystemy Sp. Z O.O. A collector box for a heat exchanger
WO2021117107A1 (ja) * 2019-12-09 2021-06-17 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 分配装置、分配装置を備えた熱交換器およびその熱交換器を備えた空気調和機
WO2021130834A1 (ja) 2019-12-24 2021-07-01 東芝キヤリア株式会社 熱交換器および冷凍サイクル装置
CN111189339B (zh) * 2020-01-22 2023-05-05 航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司 一种拼接式微通道换热器
EP4095476B1 (en) * 2020-01-23 2024-02-14 Mitsubishi Electric Corporation Heat exchanger and refrigeration cycle apparatus
DE102021208717A1 (de) * 2021-08-10 2023-02-16 Mahle International Gmbh Wärmeübertrager
US20230280102A1 (en) * 2022-03-02 2023-09-07 Mahle International Gmbh Two-circuit evaporators

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3191385B2 (ja) * 1991-07-12 2001-07-23 株式会社デンソー 凝縮器の取り付け装置
JPH05346297A (ja) * 1992-06-15 1993-12-27 Nippon Light Metal Co Ltd 熱交換器
US5474121A (en) * 1994-10-18 1995-12-12 Itt Automotive Electrical Systems Inc. Fan shroud with locating claw
US5671803A (en) * 1995-10-23 1997-09-30 General Motors Corporation Modular condenser and fan shroud assembly
JPH10185463A (ja) * 1996-12-19 1998-07-14 Sanden Corp 熱交換器
JPH10264855A (ja) * 1997-03-26 1998-10-06 Aisin Seiki Co Ltd 車両フロントエンドモジュール構造
DE29712351U1 (de) * 1997-07-12 1997-09-11 Behr Gmbh & Co Wärmeübertrageranordnung mit zwei Wärmeübertragern
US6237676B1 (en) * 1998-04-28 2001-05-29 Denso Corporation Heat exchanger for vehicle air conditioner
US6339937B1 (en) * 1999-06-04 2002-01-22 Denso Corporation Refrigerant evaporator
JP2001012821A (ja) 1999-06-25 2001-01-19 Denso Corp サーペンタイン型蒸発器
JP2001124486A (ja) * 1999-10-25 2001-05-11 Denso Corp 熱交換器
JP2001121941A (ja) * 1999-10-28 2001-05-08 Denso Corp 熱交換器の車両搭載構造
JP4232306B2 (ja) * 2000-01-14 2009-03-04 株式会社デンソー 空気通路切替装置および車両用空調装置
JP2001343174A (ja) 2000-06-01 2001-12-14 Showa Denko Kk 分配流入器付き蒸発器
FR2814230B1 (fr) * 2000-09-20 2002-12-13 Valeo Thermique Moteur Sa Module d'echange de chaleur pour vehicule automobile
TW552382B (en) * 2001-06-18 2003-09-11 Showa Dendo Kk Evaporator, manufacturing method of the same, header for evaporator and refrigeration system
JP4508499B2 (ja) * 2001-09-28 2010-07-21 三菱重工業株式会社 取付構造体
JP3960233B2 (ja) * 2002-04-03 2007-08-15 株式会社デンソー 熱交換器
US6619380B1 (en) * 2002-04-23 2003-09-16 Delphi Technologies, Inc. Heat exchanger drain assembly having a frangible wall
JP2004162993A (ja) * 2002-11-13 2004-06-10 Denso Corp 熱交換器
JP4127112B2 (ja) * 2003-04-24 2008-07-30 株式会社デンソー 車両のフロントエンド構造
JP4120611B2 (ja) * 2004-04-08 2008-07-16 株式会社デンソー 冷媒蒸発器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9631841B2 (en) 2012-03-06 2017-04-25 Denso Corporation Refrigerant evaporator

Also Published As

Publication number Publication date
US20050284621A1 (en) 2005-12-29
JP2006010262A (ja) 2006-01-12
DE102005029171A1 (de) 2006-02-23
US7571761B2 (en) 2009-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4281634B2 (ja) 冷媒蒸発器
JP4120611B2 (ja) 冷媒蒸発器
JP4761790B2 (ja) 蒸発器
JP2007155268A (ja) 熱交換器および冷媒蒸発器
JP2005207716A (ja) 冷媒蒸発器
JP4890337B2 (ja) 蒸発器
JP5408951B2 (ja) 冷媒蒸発器およびそれを用いた空調装置
WO2014041771A1 (ja) 熱交換器
US6814135B2 (en) Stacked-type evaporator
JP5660068B2 (ja) 冷媒蒸発器
JP2005195316A (ja) 熱交換器
JP2004044851A (ja) 熱交換器
JP4207855B2 (ja) 冷媒蒸発器
JP2010107131A (ja) 冷媒蒸発器
JP2001116485A (ja) 積層型熱交換器
CN212058426U (zh) 换热器
JP4547205B2 (ja) 蒸発器
JP2000055573A (ja) 冷媒蒸発器
JP2005321137A (ja) 熱交換器
JP5674376B2 (ja) エバポレータ
JP2017190896A (ja) 熱交換器
JP5499834B2 (ja) 蒸発器
WO2006033371A1 (en) Integrated heat exchange apparatus
JP4480539B2 (ja) 蒸発器
JP2003148833A (ja) 熱交換器

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061129

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081010

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081021

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081209

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090224

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090309

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120327

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees