JP5796564B2 - 熱交換器 - Google Patents
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Description
第1チューブ(16a)を流通する第1流体の集合あるいは分配を行う第1タンク空間(77)、および第2チューブ(43a)を流通する第2流体の集合あるいは分配を行う第2タンク空間(76)が形成されたタンク部(75)とを備え、
第1チューブ(16a)および第2チューブ(43a)のうち隣り合うチューブ(16a、43a)間に形成される空間は、第3流体が流通する第3流体用通路(70a)を形成しており、
第3流体用通路(70a)には、第1流体と第3流体との熱交換および第2流体と第3流体との熱交換を促進するとともに、第1チューブ(16a)を流通する第1流体と第2チューブ(43a)を流通する第2流体との間の熱移動を可能とするアウターフィン(50)が配置され、
熱交換部(71、72)として、第3流体の流れ方向(X)の上流側に配置される上流側熱交換部(71)と、第3流体の流れ方向(X)の下流側に配置される下流側熱交換部(72)とを有し、
第1チューブ(16a)は、上流側熱交換部(71)および下流側熱交換部(72)の双方に配置され、
第2チューブ(43a)は、上流側熱交換部(71)および下流側熱交換部(72)のうち少なくとも一方に配置され、
上流側熱交換部(71)および下流側熱交換部(72)は、第3流体の流れ方向(X)から見たときに第1チューブ(16a)同士が重なっている部位、および第3流体の流れ方向(X)から見たときに第1チューブ(16a)と第2チューブ(43a)とが重なっている部位の両方が存在するように構成され、
タンク部(75)は、第1タンク空間(77)および第2タンク空間(76)を第1、第2チューブ(16a、43a)側から閉塞するように配置されたプレート部材(752)を有し、
プレート部材(752)には、第1タンク空間(77)と第1チューブ(16a)とを連通させる第1流体用連通路(752a、752b、752d)、および第2タンク空間(76)と第2チューブ(43a)とを連通させる第2流体用連通路(752c)が貫通孔によって形成され、
上流側熱交換部(71)の複数本の第1チューブ(16a)で構成される上流側第1チューブ群(16b)と下流側熱交換部(72)の複数本の第1チューブ(16a)で構成される下流側第1チューブ群(16c)とのうち、第1流体の圧力損失が大きくなる方を高圧損側第1チューブ群(16b)とすると共に、第1流体の圧力損失が小さくなる方を低圧損側第1チューブ群(16c)としたとき、
高圧損側第1チューブ群(16b)と第1タンク空間(77)との間の流路抵抗が、低圧損側第1チューブ群(16c)と第1タンク空間(77)との間の流路抵抗よりも小さくなっていることを特徴とする。
高圧損側第1チューブ群(16b)と第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)との間の流路抵抗は、低圧損側第1チューブ群(16c)と第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)との間の流路抵抗よりも小さくなっており、
第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)は、第3流体の流れ方向(X)において、低圧損側第1チューブ群(16c)よりも高圧損側第1チューブ群(16b)側に配置され、
第1流体用連通路(752a、752b、752d)のうち第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)と高圧損側第1チューブ群(16b)とを連通させる連通路(752a)の第1チューブ(16a)に向けて開口する開口部(752e)は、その少なくとも一部が第1チューブ(16a)の開口端面(16d)に垂直な方向にその開口端面(16d)と重ねて設けられている。
第1流体は冷媒であり、
第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)へは、熱交換部(71、72)にて第3流体と少なくとも1回は熱交換した第1流体が導入され、
第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)は、高圧損側第1チューブ群(16b)の上に配置される。
第1チューブ(16a)を流通する第1流体の集合あるいは分配を行う第1タンク空間(77)、および第2チューブ(43a)を流通する第2流体の集合あるいは分配を行う第2タンク空間(76)が形成されたタンク部(75)とを備え、
第1チューブ(16a)および第2チューブ(43a)のうち隣り合うチューブ(16a、43a)間に形成される空間は、第3流体が流通する第3流体用通路(70a)を形成しており、
第3流体用通路(70a)には、第1流体と第3流体との熱交換および第2流体と第3流体との熱交換を促進するとともに、第1チューブ(16a)を流通する第1流体と第2チューブ(43a)を流通する第2流体との間の熱移動を可能とするアウターフィン(50)が配置され、
熱交換部(71、72)として、第3流体の流れ方向(X)の上流側に配置される上流側熱交換部(71)と、第3流体の流れ方向(X)の下流側に配置される下流側熱交換部(72)とを有し、
第1チューブ(16a)は、上流側熱交換部(71)および下流側熱交換部(72)の双方に配置され、
第2チューブ(43a)は、上流側熱交換部(71)および下流側熱交換部(72)のうち少なくとも一方に配置され、
上流側熱交換部(71)および下流側熱交換部(72)は、第3流体の流れ方向(X)から見たときに第1チューブ(16a)同士が重なっている部位、および第3流体の流れ方向(X)から見たときに第1チューブ(16a)と第2チューブ(43a)とが重なっている部位の両方が存在するように構成され、
タンク部(75)は、第1タンク空間(77)および第2タンク空間(76)を第1、第2チューブ(16a、43a)側から閉塞するように配置されたプレート部材(752)を有し、
プレート部材(752)には、第1タンク空間(77)と第1チューブ(16a)とを連通させる第1流体用連通路(752a、752b)、および第2タンク空間(76)と第2チューブ(43a)とを連通させる第2流体用連通路(752c)が貫通孔によって形成され、
上流側熱交換部(71)の第1チューブ(16a)および下流側熱交換部(72)の第1チューブ(16a)のうち、第1流体の圧力損失が大きくなる方の第1チューブ(16a)を高圧損側第1チューブ(16a)とし、第1流体の圧力損失が小さくなる方の第1チューブ(16a)を低圧損側第1チューブ(16a)としたとき、
高圧損側第1チューブ(16a)と第1タンク空間(77)との間の流路抵抗が、低圧損側第1チューブ(16a)と第1タンク空間(77)との間の流路抵抗よりも小さくなっていることを特徴とする。
第1タンク空間(77)は、第3流体の流れ方向(X)において、高圧損側第1チューブ(16a)よりも低圧損側第1チューブ(16a)に近い側に配置され、
第2タンク空間(76)は、第3流体の流れ方向(X)において、低圧損側第1チューブ(16a)よりも高圧損側第1チューブ(16a)に近い側に配置され、
プレート部材(752)には、第1流体用連通路(752a、752b)として、高圧損側第1チューブ(16a)と第1タンク空間(77)とを連通させる高圧損側連通路(752a)、および低圧損側第1チューブ(16a)と第1タンク空間(77)とを連通させる低圧損側連通路(752b)が形成され、
高圧損側連通路(752a)の流路抵抗が低圧損側連通路(752b)の流路抵抗よりも小さくなっていることによって、高圧損側第1チューブ(16a)と第1タンク空間(77)との間の流路抵抗が、低圧損側第1チューブ(16a)と第1タンク空間(77)との間の流路抵抗よりも小さくなっている。
高圧損側連通路(752a)を構成する貫通孔(812a)の孔面積が低圧損側連通路(752b)を構成する貫通孔(812b)の孔面積よりも大きくなっていることによって、高圧損側連通路(752a)の流路抵抗が低圧損側連通路(752b)の流路抵抗よりも小さくなっている。
第1タンク空間(77)が第3流体の流れ方向(X)において低圧損側第1チューブ(16a)よりも高圧損側第1チューブ(16a)に近い側に配置され、且つ第2タンク空間(76)が第3流体の流れ方向(X)において高圧損側第1チューブ(16a)よりも低圧損側第1チューブ(16a)に近い側に配置されていることによって、高圧損側第1チューブ(16a)と第1タンク空間(77)との間の流路抵抗が、低圧損側第1チューブ(16a)と第1タンク空間(77)との間の流路抵抗よりも小さくなっている。
第1チューブ(16a)を流通する第1流体の集合あるいは分配を行う第1タンク空間(77)、および第2チューブ(43a)を流通する第2流体の集合あるいは分配を行う第2タンク空間(76)が形成されたタンク部(75)とを備え、
第1チューブ(16a)および第2チューブ(43a)のうち隣り合うチューブ(16a、43a)間に形成される空間は、第3流体が流通する第3流体用通路(70a)を形成しており、
第3流体用通路(70a)には、第1流体と第3流体との熱交換および第2流体と第3流体との熱交換を促進するとともに、第1チューブ(16a)を流通する第1流体と第2チューブ(43a)を流通する第2流体との間の熱移動を可能とするアウターフィン(50)が配置され、
熱交換部(71、72)として、第3流体の流れ方向(X)の上流側に配置される上流側熱交換部(71)と、第3流体の流れ方向(X)の下流側に配置される下流側熱交換部(72)とを有し、
第1チューブ(16a)は、上流側熱交換部(71)および下流側熱交換部(72)の双方に配置され、
第2チューブ(43a)は、上流側熱交換部(71)および下流側熱交換部(72)のうち少なくとも一方に配置され、
上流側熱交換部(71)および下流側熱交換部(72)は、第3流体の流れ方向(X)から見たときに第1チューブ(16a)同士が重なっている部位、および第3流体の流れ方向(X)から見たときに第1チューブ(16a)と第2チューブ(43a)とが重なっている部位の両方が存在するように構成され、
第1タンク空間(77)および第2タンク空間(76)は、第1チューブ(16a)および第2チューブ(43a)の積層方向に延びて形成され、第3流体の流れ方向(X)に互いに並んで配置され、
第1タンク空間(77)は、第3流体の流れ方向(X)における位置が、上流側熱交換部(71)の第1チューブ(16a)と下流側熱交換部(72)の第1チューブ(16a)とから等距離にある仮想直線(CL)と重合する位置となるように配置されており、
上流側熱交換部(71)を構成する第1チューブ(16a)および第2チューブ(43a)の総チューブ本数に対してその上流側熱交換部(71)の第1チューブ(16a)が占めるチューブ本数割合と、下流側熱交換部(72)を構成する第1チューブ(16a)および第2チューブ(43a)の総チューブ本数に対してその下流側熱交換部(72)の第1チューブ(16a)が占めるチューブ本数割合とが異なっていることを特徴とする。
第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)は、第3流体の流れ方向(X)における位置が、上流側熱交換部(71)の第1チューブ(16a)と下流側熱交換部(72)の第1チューブ(16a)とから等距離にある仮想直線(CL)と重合する位置となるように配置されており、
第3流体の流れ方向(X)において、第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)は、上流側熱交換部(71)の複数本の第1チューブ(16a)で構成される上流側第1チューブ群(16b)と下流側熱交換部(72)の複数本の第1チューブ(16a)で構成される下流側第1チューブ群(16c)とのうち第1流体の圧力損失が小さくなる方の低圧損側第1チューブ群(16c)よりも、第1流体の圧力損失が大きくなる方の高圧損側第1チューブ群(16b)側に配置され、
第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)と高圧損側第1チューブ群(16b)とを連通させる連通路(752a)の第1チューブ(16a)に向けて開口する開口部(752e)は、その少なくとも一部が第1チューブ(16a)の開口端面(16d)に垂直な方向にその開口端面(16d)と重ねて設けられており、
第1チューブ(16a)は、その第1チューブ(16a)内を流通する第1流体が重力方向の流速成分を有するように配置されるものであり、
第1流体は冷媒であり、
第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)へは、第3流体用通路(70a)にて第3流体と少なくとも1回は熱交換した第1流体が導入され、
第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)は、高圧損側第1チューブ群(16b)の上に配置される。
第1チューブ出口側の第1タンク空間(772)は、第3流体の流れ方向(X)において、高圧損側第1チューブ群(16b)よりも低圧損側第1チューブ群(16c)側に配置されている。
熱交換部(71、72)は、一対をなす第1タンク空間(77)の間に介装された1本又は2本以上の第1チューブ(16a)からなる第1流体パス(161a、161b、161c)を3つ以上有して構成され、
第1流体パス(161a、161b、161c)は、各々が第1流体の流通経路において直列的に連結にされ、その流通経路にて隣り合う他の第1流体パスに対し第1流体が重力方向において逆向きに流れるものであり、
第1チューブ(16a)の積層方向において、第1流体パス(161a、161b、161c)を構成する第1チューブ(16a)の積層幅は、3つ以上の第1流体パス(161a、161b、161c)に含まれ第1流体が重力方向上側へ流れる上昇流第1流体パスが、その上昇流第1流体パスに対して第1流体の流通経路にて隣り合う何れの第1流体パスよりも小さい。
第1タンク空間(77)、第2タンク空間(76)および第3タンク空間(78)は、第3流体の流れ方向(X)に互いに並んで配置され、
タンク部(75)の内部には、第1タンク空間(77)と第3タンク空間(78)とを連通するタンク内連通路(91)が形成されている。
コネクタ(92)には、そのコネクタ(92)の内部空間(921)を第1タンク空間(77)と連通させるコネクタ連通路(922)が形成されている。
第1タンク空間(77)、第2タンク空間(76)および第3タンク空間(78)は、第3流体の流れ方向(X)に互いに並んで配置され、
タンク部(75)の外部であってそのタンク部(75)に対して第1チューブ(16a)および第2チューブ(43a)の反対側の部位には、冷媒配管接続用のコネクタ(92)が配置され、
コネクタ(92)には、そのコネクタ(92)の内部空間(921)を第1タンク空間(77)と連通させる第1のコネクタ連通路(922)と、内部空間(921)を第3タンク空間(78)と連通させる第2のコネクタ連通路(923)とが形成されている。
第1流体は、冷凍サイクルの冷媒であり、
第2流体は、外部熱源の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
第3流体は、空気であることを特徴とする。
第1流体は、冷凍サイクルの冷媒であり、
第2流体は、外部熱源の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
第3流体は、空気であることを特徴とする。
第1流体は、作動時に発熱を伴う第1車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
第2流体は、作動時に発熱を伴う第2車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
第3流体は、空気である。
上流側熱交換部(71)に含まれる第2チューブ(43a)の本数は下流側熱交換部(72)に比して多く、
第1流体よりも高温である第2流体を第2チューブ(43a)及び第2タンク空間(76)内に流通させることにより除霜が行われる。
第1実施形態を図1〜図9に基づいて説明する。本実施形態では、熱交換器70を、車両用空調装置1において車室内送風空気の温調を行うヒートポンプサイクル10に適用している。図1〜図3は、本第1実施形態の車両用空調装置1の全体構成図である。
暖房運転は、操作パネルの作動スイッチが投入(ON)された状態で、選択スイッチによって暖房運転モードが選択されると開始される。そして、暖房運転時に、着霜判定手段によって室外熱交換部16の着霜が生じていると判定された際には除霜運転が実行される。
次に、除霜運転について説明する。ここで、本実施形態のヒートポンプサイクル10のように、室外熱交換部16にて冷媒と外気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる冷凍サイクル装置では、室外熱交換部16における冷媒蒸発温度が着霜温度(具体的には、0℃)以下になってしまうと室外熱交換部16に着霜が生じるおそれがある。
冷房運転は、操作パネルの作動スイッチが投入(ON)された状態で、選択スイッチによって冷房運転モードが選択されると開始される。この冷房運転時には、空調制御装置が、開閉弁15aを開くとともに、三方弁15bを室外熱交換部16の出口側と冷房用固定絞り19の入口側とを接続する冷媒流路に切り替える。これにより、ヒートポンプサイクル10は、図3の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。
上記第1実施形態では、上流側冷媒連通路752aが下流側冷媒連通路752bに比べて直線的に形成されていることによって、上流側冷媒連通路752aの流路抵抗を下流側冷媒連通路752bの流路抵抗よりも小さくしているが、本第2実施形態では、図10に示すように、上流側冷媒連通路752aの流路面積が下流側冷媒連通路752bの流路面積よりも大きくなっていることによって、上流側冷媒連通路752aの流路抵抗を下流側冷媒連通路752bの流路抵抗よりも小さくしている。
上記第1、第2実施形態では、上流側冷媒連通路752aの流路抵抗を下流側冷媒連通路752bの流路抵抗よりも小さくすることによって、上流側熱交換部71の第1チューブ16aと冷媒用空間77との間の流路抵抗を下流側熱交換部72の第1チューブ16aと冷媒用空間77との間の流路抵抗よりも小さくしているが、本第3実施形態では、図11に示すように、上記第1、第2実施形態に対して冷却水用空間76と冷媒用空間77の配置を逆にすることによって、上流側熱交換部71の第1チューブ16aと冷媒用空間77との間の流路抵抗を下流側熱交換部72の第1チューブ16aと冷媒用空間77との間の流路抵抗よりも小さくしている。
上記第3実施形態では、中間プレート部材752を4枚のプレート部材821〜824の積層によって構成しているが、本第4実施形態では、図13に示すように、中間プレート部材752を2枚のプレート部材831、832の積層によって構成している。
上記第4実施形態では、中間プレート部材752を2枚のプレート部材831、832の積層によって構成しているが、本第5実施形態では、図15に示すように、中間プレート部材752を3枚のプレート部材841、842、843の積層によって構成している。
本第6実施形態では、図16に示すように、冷媒用チューブ16aおよび冷却水用チューブ43aの長手方向一端側(図16の下側)では冷媒用空間77を冷却水用空間76よりも外気の流れ方向Xの上流側に配置し、冷媒用チューブ16aおよび冷却水用チューブ43aの長手方向他端側(図16の上側)では冷媒用空間77を冷却水用空間76よりも外気の流れ方向Xの下流側に配置している。換言すれば、2つの冷媒用空間77を対角配置している。
本第7実施形態では、図17に示すように、冷媒用空間77を、上流側熱交換部71の冷媒用チューブ16aと下流側熱交換部72の冷媒用チューブ16aとから等距離にある仮想直線CLと重合する位置に配置することによって、上流側熱交換部71の冷媒用チューブ16aと下流側熱交換部72の冷媒用チューブ16aとに対する冷媒の分配性を適切化している。
上記第7実施形態では、冷媒用空間77は、外気の流れ方向Xにおける幅寸法が冷却水用空間76よりも大きく形成されているが、本第8実施形態では、図18に示すように、冷媒用空間77は、外気の流れ方向Xにおける幅寸法が冷却水用空間76と同等に形成されている。
上記第8実施形態では、冷媒用空間77は、冷却水用空間76よりも外気の流れ方向Xの下流側かつ仮想直線CLと重合する位置に配置されているが、本第9実施形態では、図19に示すように、冷媒用空間77は、冷却水用空間76よりも外気の流れ方向Xの上流側に配置され、冷却水用空間76が仮想直線CLと重合する位置に配置されている。
本第10実施形態では、図20に示すように、上記第9実施形態において空間Sが形成されている領域に第2の冷媒用空間78(第3タンク空間)を形成している。
本第11実施形態では、図21に示すように、上記第10実施形態に対して、第1の冷媒用空間77と冷却水用空間76の配置を逆にしている。
本第12実施形態では、図22に示すように、上記第11実施形態に対して、タンク内連通路91が廃止され、コネクタ92には、その内部空間921を第2の冷媒用空間78と連通させる第2のコネクタ連通路923が形成されている。
本第13実施形態は、上記第12実施形態とは異なり、図23〜25に示すように、第1の冷媒用空間77が、冷却水用空間76及び第2の冷媒用空間78を形成するタンク形成部材753とは別のタンク形成部材753d、753eにより形成されている。本実施形態では、便宜上、タンク形成部材753を第1タンク形成部材753と呼び、タンク形成部材753dを第2タンク形成部材753dと呼び、タンク形成部材753eを第3タンク形成部材753eと呼ぶものとする。本実施形態の熱交換器70において、図23はヘッダタンク75の分解斜視図であり、図24は図22(a)に相当する断面図であり、図25は図22(b)に相当する断面図である。
本第14実施形態は、上記第1実施形態に対して、熱交換器70の流路構成を変更したものである。図26は、本実施形態の熱交換器70における冷媒流れおよび冷却水流れを説明するための模式的な斜視図である。
本第15実施形態は、上述した第1、第14実施形態に対して、熱交換器70の流路構成を変更したものである。図27は、本実施形態の熱交換器70における冷媒流れを説明するための模式的な斜視図である。図27では熱交換器70内の冷媒流れが太い実線矢印で示されており、後述する図28〜35でも同様である。
本第16実施形態は、上述した第1、第14、第15実施形態に対して、熱交換器70の流路構成を変更したものである。図28は、本実施形態の熱交換器70における冷媒流れ説明するための模式的な斜視図である。
本第17実施形態は、上述した第1、第14〜16実施形態に対して、熱交換器70の流路構成を変更したものである。図29は、本実施形態の熱交換器70における冷媒流れ説明するための模式的な斜視図である。
本第18実施形態は、上述した第1、第14〜17実施形態に対して、熱交換器70の流路構成を変更したものである。図30は、本実施形態の熱交換器70における冷媒流れ説明するための模式的な斜視図である。
本第19実施形態は、上述した第1、第14〜18実施形態に対して、熱交換器70の流路構成を変更したものである。図31は、本実施形態の熱交換器70における冷媒流れ説明するための模式的な斜視図である。
本第20実施形態は、上述した第1、第14〜19実施形態に対して、熱交換器70の流路構成を変更したものである。図32は、本実施形態の熱交換器70における冷媒流れ説明するための模式的な斜視図である。
本第21実施形態は、上述した第1、第14〜20実施形態に対して、熱交換器70の流路構成を変更したものである。図33は、本実施形態の熱交換器70における冷媒流れ説明するための模式的な斜視図である。
本第22実施形態は、上述した第1、第14〜21実施形態に対して、熱交換器70の流路構成を変更したものである。図34は、本実施形態の熱交換器70における冷媒流れ説明するための模式的な斜視図である。
本第23実施形態は、上述した第1、第14〜22実施形態に対して、熱交換器70の流路構成を変更したものである。図35は、本実施形態の熱交換器70における冷媒流れ説明するための模式的な斜視図である。
本実施形態では、前述した第18実施形態の図30において、第2上流側タンク部730bおよび第2下流側タンク部740bの構成が図36のようになっている。例えば、図36は図30のG部分のタンク断面図を表している。図36(a)は図13(a)に対応する断面図であり、図36(b)は図13(b)に対応する断面図であるが、図36(a)(b)はそれぞれ図13(a)(b)に対して上下方向が逆になっている。
本実施形態では、前述した第24実施形態における第2上流側タンク部730bおよび第2下流側タンク部740bの構成が、図36(a)に替えて図39のようになっている。本実施形態において、図36(b)に相当する断面図は第24実施形態と同じであるので、その図示を省略する。但し、図36(b)に示される冷媒流通部911aは冷媒流通部911gに読み替えて、図36(b)が用いられる。
本実施形態において、冷媒用チューブ16aの長手方向一端側(図5の下側)に配置されているヘッダタンク75の構成は前述の第1実施形態と同じである。すなわち、図9の通りである。しかし、冷媒用チューブ16aの長手方向他端側(図5の上側)に配置されているヘッダタンク75は、図40のように構成されている。なお、図40では、冷媒の流れは太い実線矢印で示されており、冷却水の流れは太い破線矢印で示されている。
本実施形態では、図41の全体構成図に示すように、第1実施形態に対して、ヒートポンプサイクル10の構成を変更した例を説明する。なお、図41は、本実施形態における廃熱回収運転時の冷媒流路等を示す全体構成図であり、ヒートポンプサイクル10における冷媒の流れを実線で示し、冷却水循環回路40における冷却水の流れを破線矢印で示している。
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、例えば以下のように種々変形可能である。
16d 開口端面
43a 冷却水用チューブ(第2チューブ)
50 アウターフィン
70a 外気通路(第3流体用通路)
71 上流側熱交換部(熱交換部)
72 下流側熱交換部(熱交換部)
75 ヘッダタンク(タンク部)
752 中間プレート部材(プレート部材)
752a 上流側冷媒連通路(第1流体用連通路)
752b 下流側冷媒連通路(第1流体用連通路)
752c 冷却水連通路(第2流体用連通路)
752e 開口部
76 冷却水用空間(第2タンク空間)
77 冷媒用空間(第1タンク空間)
Claims (22)
- 第1流体が流通する複数本の第1チューブ(16a)、および第2流体が流通する複数本の第2チューブ(43a)が積層配置され、前記第1流体および前記第2流体と第3流体とを熱交換させる熱交換部(71、72)と、
前記第1チューブ(16a)を流通する前記第1流体の集合あるいは分配を行う第1タンク空間(77)、および前記第2チューブ(43a)を流通する前記第2流体の集合あるいは分配を行う第2タンク空間(76)が形成されたタンク部(75)とを備え、
前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)のうち隣り合うチューブ(16a、43a)間に形成される空間は、前記第3流体が流通する第3流体用通路(70a)を形成しており、
前記第3流体用通路(70a)には、前記第1流体と前記第3流体との熱交換および前記第2流体と前記第3流体との熱交換を促進するとともに、前記第1チューブ(16a)を流通する前記第1流体と前記第2チューブ(43a)を流通する前記第2流体との間の熱移動を可能とするアウターフィン(50)が配置され、
前記熱交換部(71、72)として、前記第3流体の流れ方向(X)の上流側に配置される上流側熱交換部(71)と、前記第3流体の流れ方向(X)の下流側に配置される下流側熱交換部(72)とを有し、
前記第1チューブ(16a)は、前記上流側熱交換部(71)および前記下流側熱交換部(72)の双方に配置され、
前記第2チューブ(43a)は、前記上流側熱交換部(71)および前記下流側熱交換部(72)のうち少なくとも一方に配置され、
前記上流側熱交換部(71)および前記下流側熱交換部(72)は、前記第3流体の流れ方向(X)から見たときに前記第1チューブ(16a)同士が重なっている部位、および前記第3流体の流れ方向(X)から見たときに前記第1チューブ(16a)と前記第2チューブ(43a)とが重なっている部位の両方が存在するように構成され、
前記タンク部(75)は、前記第1タンク空間(77)および前記第2タンク空間(76)を前記第1、第2チューブ(16a、43a)側から閉塞するように配置されたプレート部材(752)を有し、
前記プレート部材(752)には、前記第1タンク空間(77)と前記第1チューブ(16a)とを連通させる第1流体用連通路(752a、752b、752d)、および前記第2タンク空間(76)と前記第2チューブ(43a)とを連通させる第2流体用連通路(752c)が貫通孔によって形成され、
前記上流側熱交換部(71)の複数本の前記第1チューブ(16a)で構成される上流側第1チューブ群(16b)と前記下流側熱交換部(72)の複数本の前記第1チューブ(16a)で構成される下流側第1チューブ群(16c)とのうち、前記第1流体の圧力損失が大きくなる方を高圧損側第1チューブ群(16b)とすると共に、前記第1流体の圧力損失が小さくなる方を低圧損側第1チューブ群(16c)としたとき、
前記高圧損側第1チューブ群(16b)と前記第1タンク空間(77)との間の流路抵抗が、前記低圧損側第1チューブ群(16c)と前記第1タンク空間(77)との間の流路抵抗よりも小さくなっていることを特徴とする熱交換器。 - 前記第1タンク空間(77)は、前記第1チューブ(16a)の入口側に接続され前記第1流体の分配を行う第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)と、前記第1チューブ(16a)の出口側に接続され前記第1流体の集合を行う第1チューブ出口側の第1タンク空間(772)とから構成され、
前記高圧損側第1チューブ群(16b)と前記第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)との間の流路抵抗は、前記低圧損側第1チューブ群(16c)と前記第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)との間の流路抵抗よりも小さくなっており、
前記第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)は、前記第3流体の流れ方向(X)において、前記低圧損側第1チューブ群(16c)よりも前記高圧損側第1チューブ群(16b)側に配置され、
前記第1流体用連通路(752a、752b、752d)のうち前記第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)と前記高圧損側第1チューブ群(16b)とを連通させる連通路(752a)の前記第1チューブ(16a)に向けて開口する開口部(752e)は、その少なくとも一部が前記第1チューブ(16a)の開口端面(16d)に垂直な方向に該開口端面(16d)と重ねて設けら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1チューブ(16a)は、該第1チューブ(16a)内を流通する前記第1流体が重力方向の流速成分を有するように配置されるものであり、
前記第1流体は冷媒であり、
前記第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)へは、前記熱交換部(71、72)にて前記第3流体と少なくとも1回は熱交換した前記第1流体が導入され、
前記第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)は、前記高圧損側第1チューブ群(16b)の上に配置されることを特徴とする請求項2に記載の熱交換器。 - 第1流体が流通する複数本の第1チューブ(16a)、および第2流体が流通する複数本の第2チューブ(43a)が積層配置され、前記第1流体および前記第2流体と第3流体とを熱交換させる熱交換部(71、72)と、
前記第1チューブ(16a)を流通する前記第1流体の集合あるいは分配を行う第1タンク空間(77)、および前記第2チューブ(43a)を流通する前記第2流体の集合あるいは分配を行う第2タンク空間(76)が形成されたタンク部(75)とを備え、
前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)のうち隣り合うチューブ(16a、43a)間に形成される空間は、前記第3流体が流通する第3流体用通路(70a)を形成しており、
前記第3流体用通路(70a)には、前記第1流体と前記第3流体との熱交換および前記第2流体と前記第3流体との熱交換を促進するとともに、前記第1チューブ(16a)を流通する前記第1流体と前記第2チューブ(43a)を流通する前記第2流体との間の熱移動を可能とするアウターフィン(50)が配置され、
前記熱交換部(71、72)として、前記第3流体の流れ方向(X)の上流側に配置される上流側熱交換部(71)と、前記第3流体の流れ方向(X)の下流側に配置される下流側熱交換部(72)とを有し、
前記第1チューブ(16a)は、前記上流側熱交換部(71)および前記下流側熱交換部(72)の双方に配置され、
前記第2チューブ(43a)は、前記上流側熱交換部(71)および前記下流側熱交換部(72)のうち少なくとも一方に配置され、
前記上流側熱交換部(71)および前記下流側熱交換部(72)は、前記第3流体の流れ方向(X)から見たときに前記第1チューブ(16a)同士が重なっている部位、および前記第3流体の流れ方向(X)から見たときに前記第1チューブ(16a)と前記第2チューブ(43a)とが重なっている部位の両方が存在するように構成され、
前記タンク部(75)は、前記第1タンク空間(77)および前記第2タンク空間(76)を前記第1、第2チューブ(16a、43a)側から閉塞するように配置されたプレート部材(752)を有し、
前記プレート部材(752)には、前記第1タンク空間(77)と前記第1チューブ(16a)とを連通させる第1流体用連通路(752a、752b)、および前記第2タンク空間(76)と前記第2チューブ(43a)とを連通させる第2流体用連通路(752c)が貫通孔によって形成され、
前記上流側熱交換部(71)の前記第1チューブ(16a)および前記下流側熱交換部(72)の前記第1チューブ(16a)のうち、前記第1流体の圧力損失が大きくなる方の第1チューブ(16a)を高圧損側第1チューブ(16a)とし、前記第1流体の圧力損失が小さくなる方の第1チューブ(16a)を低圧損側第1チューブ(16a)としたとき、
前記高圧損側第1チューブ(16a)と前記第1タンク空間(77)との間の流路抵抗が、前記低圧損側第1チューブ(16a)と前記第1タンク空間(77)との間の流路抵抗よりも小さくなっていることを特徴とする熱交換器。 - 前記上流側熱交換部(71)を構成する前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)の総チューブ本数に対する前記第1チューブ(16a)の本数割合と、前記下流側熱交換部(72)を構成する前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)の総チューブ本数に対する前記第1チューブ(16a)の本数割合とが異なっていることを特徴とする請求項4に記載の熱交換器。
- 前記第1タンク空間(77)および前記第2タンク空間(76)は、前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)の積層方向に延びて形成され、前記第3流体の流れ方向(X)に互いに並んで配置され、
前記第1タンク空間(77)は、前記第3流体の流れ方向(X)において、前記高圧損側第1チューブ(16a)よりも前記低圧損側第1チューブ(16a)に近い側に配置され、
前記第2タンク空間(76)は、前記第3流体の流れ方向(X)において、前記低圧損側第1チューブ(16a)よりも前記高圧損側第1チューブ(16a)に近い側に配置され、
前記プレート部材(752)には、前記第1流体用連通路(752a、752b)として、前記高圧損側第1チューブ(16a)と前記第1タンク空間(77)とを連通させる高圧損側連通路(752a)、および前記低圧損側第1チューブ(16a)と前記第1タンク空間(77)とを連通させる低圧損側連通路(752b)が形成され、
前記高圧損側連通路(752a)の流路抵抗が前記低圧損側連通路(752b)の流路抵抗よりも小さくなっていることによって、前記高圧損側第1チューブ(16a)と前記第1タンク空間(77)との間の流路抵抗が、前記低圧損側第1チューブ(16a)と前記第1タンク空間(77)との間の流路抵抗よりも小さくなっていることを特徴とする請求項4または5に記載の熱交換器。 - 前記プレート部材(812)には、前記高圧損側連通路(752a)を構成する貫通孔(812a)と、前記低圧損側連通路(752b)を構成する貫通孔(812b)とが形成され、
前記高圧損側連通路(752a)を構成する貫通孔(812a)の孔面積が前記低圧損側連通路(752b)を構成する貫通孔(812b)の孔面積よりも大きくなっていることによって、前記高圧損側連通路(752a)の流路抵抗が前記低圧損側連通路(752b)の流路抵抗よりも小さくなっていることを特徴とする請求項6に記載の熱交換器。 - 前記第1タンク空間(77)および前記第2タンク空間(76)は、前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)の積層方向に延びて形成され、前記第3流体の流れ方向(X)に互いに並んで配置され、
前記第1タンク空間(77)が前記第3流体の流れ方向(X)において前記低圧損側第1チューブ(16a)よりも前記高圧損側第1チューブ(16a)に近い側に配置され、且つ前記第2タンク空間(76)が前記第3流体の流れ方向(X)において前記高圧損側第1チューブ(16a)よりも前記低圧損側第1チューブ(16a)に近い側に配置されていることによって、前記高圧損側第1チューブ(16a)と前記第1タンク空間(77)との間の流路抵抗が、前記低圧損側第1チューブ(16a)と前記第1タンク空間(77)との間の流路抵抗よりも小さくなっていることを特徴とする請求項4または5に記載の熱交換器。 - 第1流体が流通する複数本の第1チューブ(16a)、および第2流体が流通する複数本の第2チューブ(43a)が積層配置され、前記第1流体および前記第2流体と第3流体とを熱交換させる熱交換部(71、72)と、
前記第1チューブ(16a)を流通する前記第1流体の集合あるいは分配を行う第1タンク空間(77)、および前記第2チューブ(43a)を流通する前記第2流体の集合あるいは分配を行う第2タンク空間(76)が形成されたタンク部(75)とを備え、
前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)のうち隣り合うチューブ(16a、43a)間に形成される空間は、前記第3流体が流通する第3流体用通路(70a)を形成しており、
前記第3流体用通路(70a)には、前記第1流体と前記第3流体との熱交換および前記第2流体と前記第3流体との熱交換を促進するとともに、前記第1チューブ(16a)を流通する前記第1流体と前記第2チューブ(43a)を流通する前記第2流体との間の熱移動を可能とするアウターフィン(50)が配置され、
前記熱交換部(71、72)として、前記第3流体の流れ方向(X)の上流側に配置される上流側熱交換部(71)と、前記第3流体の流れ方向(X)の下流側に配置される下流側熱交換部(72)とを有し、
前記第1チューブ(16a)は、前記上流側熱交換部(71)および前記下流側熱交換部(72)の双方に配置され、
前記第2チューブ(43a)は、前記上流側熱交換部(71)および前記下流側熱交換部(72)のうち少なくとも一方に配置され、
前記上流側熱交換部(71)および前記下流側熱交換部(72)は、前記第3流体の流れ方向(X)から見たときに前記第1チューブ(16a)同士が重なっている部位、および前記第3流体の流れ方向(X)から見たときに前記第1チューブ(16a)と前記第2チューブ(43a)とが重なっている部位の両方が存在するように構成され、
前記第1タンク空間(77)および前記第2タンク空間(76)は、前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)の積層方向に延びて形成され、前記第3流体の流れ方向(X)に互いに並んで配置され、
前記第1タンク空間(77)は、前記第3流体の流れ方向(X)における位置が、前記上流側熱交換部(71)の前記第1チューブ(16a)と前記下流側熱交換部(72)の前記第1チューブ(16a)とから等距離にある仮想直線(CL)と重合する位置となるように配置されており、
前記上流側熱交換部(71)を構成する前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)の総チューブ本数に対して該上流側熱交換部(71)の第1チューブ(16a)が占めるチューブ本数割合と、前記下流側熱交換部(72)を構成する前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)の総チューブ本数に対して該下流側熱交換部(72)の第1チューブ(16a)が占めるチューブ本数割合とが異なっていることを特徴とする熱交換器。 - 前記第1タンク空間(77)は、前記第1チューブ(16a)の入口側に接続され前記第1流体の分配を行う第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)と、前記第1チューブ(16a)の出口側に接続され前記第1流体の集合を行う第1チューブ出口側の第1タンク空間(772)とから構成され、
前記第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)は、前記第3流体の流れ方向(X)における位置が、前記上流側熱交換部(71)の前記第1チューブ(16a)と前記下流側熱交換部(72)の前記第1チューブ(16a)とから等距離にある仮想直線(CL)と重合する位置となるように配置されており、
前記第3流体の流れ方向(X)において、前記第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)は、前記上流側熱交換部(71)の複数本の前記第1チューブ(16a)で構成される上流側第1チューブ群(16b)と前記下流側熱交換部(72)の複数本の前記第1チューブ(16a)で構成される下流側第1チューブ群(16c)とのうち前記第1流体の圧力損失が小さくなる方の低圧損側第1チューブ群(16c)よりも、前記第1流体の圧力損失が大きくなる方の高圧損側第1チューブ群(16b)側に配置され、
前記第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)と前記高圧損側第1チューブ群(16b)とを連通させる連通路(752a)の前記第1チューブ(16a)に向けて開口する開口部(752e)は、その少なくとも一部が前記第1チューブ(16a)の開口端面(16d)に垂直な方向に該開口端面(16d)と重ねて設けられており、
前記第1チューブ(16a)は、該第1チューブ(16a)内を流通する前記第1流体が重力方向の流速成分を有するように配置されるものであり、
前記第1流体は冷媒であり、
前記第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)へは、前記第3流体用通路(70a)にて前記第3流体と少なくとも1回は熱交換した前記第1流体が導入され、
前記第1チューブ入口側の第1タンク空間(771)は、前記高圧損側第1チューブ群(16b)の上に配置されることを特徴とする請求項9に記載の熱交換器。 - 前記第1流体を蒸発させる蒸発器として用いられる熱交換器であって、
前記第1チューブ出口側の第1タンク空間(772)は、前記第3流体の流れ方向(X)において、前記高圧損側第1チューブ群(16b)よりも前記低圧損側第1チューブ群(16c)側に配置されていることを特徴とする請求項2、3、10のいずれか1つに記載の熱交換器。 - 前記高圧損側第1チューブ群(16b)に含まれる前記第1チューブ(16a)の本数は、前記低圧損側第1チューブ群(16c)と比較して少ないことを特徴とする請求項1、2、3、10、11のいずれか1つに記載の熱交換器。
- 前記高圧損側第1チューブ群(16b)は前記上流側第1チューブ群(16b)であり、前記低圧損側第1チューブ群(16c)は前記下流側第1チューブ群(16c)であることを特徴とする請求項12に記載の熱交換器。
- 前記第1タンク空間(77)は、一対をなして構成されており、
前記熱交換部(71、72)は、一対をなす前記第1タンク空間(77)の間に介装された1本又は2本以上の前記第1チューブ(16a)からなる第1流体パス(161a、161b、161c)を3つ以上有して構成され、
前記第1流体パス(161a、161b、161c)は、各々が前記第1流体の流通経路において直列的に連結にされ、該流通経路にて隣り合う他の第1流体パスに対し前記第1流体が重力方向において逆向きに流れるものであり、
前記第1チューブ(16a)の積層方向において、前記第1流体パス(161a、161b、161c)を構成する前記第1チューブ(16a)の積層幅は、前記3つ以上の第1流体パス(161a、161b、161c)に含まれ前記第1流体が重力方向上側へ流れる上昇流第1流体パスが、該上昇流第1流体パスに対して前記第1流体の流通経路にて隣り合う何れの第1流体パスよりも小さいことを特徴とする請求項1ないし13のいずれか1つに記載の熱交換器。 - 前記タンク部(75)には、前記第2チューブ(43a)の積層方向に延びる第3タンク空間(78)が形成され、
前記第1タンク空間(77)、前記第2タンク空間(76)および前記第3タンク空間(78)は、前記第3流体の流れ方向(X)に互いに並んで配置され、
前記タンク部(75)の内部には、前記第1タンク空間(77)と前記第3タンク空間(78)とを連通するタンク内連通路(91)が形成されていることを特徴とする請求項9または10に記載の熱交換器。 - 前記タンク部(75)の外部であって該タンク部(75)に対して前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)の反対側の部位には、冷媒配管接続用のコネクタ(92)が配置され、
前記コネクタ(92)には、該コネクタ(92)の内部空間(921)を前記第1タンク空間(77)と連通させるコネクタ連通路(922)が形成されていることを特徴とする請求項15に記載の熱交換器。 - 前記タンク部(75)には、前記第2チューブ(43a)の積層方向に延びる第3タンク空間(78)が形成され、
前記第1タンク空間(77)、前記第2タンク空間(76)および前記第3タンク空間(78)は、前記第3流体の流れ方向(X)に互いに並んで配置され、
前記タンク部(75)の外部であって該タンク部(75)に対して前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)の反対側の部位には、冷媒配管接続用のコネクタ(92)が配置され、
前記コネクタ(92)には、該コネクタ(92)の内部空間(921)を前記第1タンク空間(77)と連通させる第1のコネクタ連通路(922)と、前記内部空間(921)を前記第3タンク空間(78)と連通させる第2のコネクタ連通路(923)とが形成されていることを特徴とする請求項9または10に記載の熱交換器。 - 前記第1流体および前記第2流体は互いに異なる流体循環回路に流通する熱媒体であることを特徴とする請求項1ないし17のいずれか1つに記載の熱交換器。
- 蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいて冷媒を蒸発させる蒸発器として用いられる熱交換器であって、
前記第1流体は、前記冷凍サイクルの冷媒であり、
前記第2流体は、外部熱源の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第3流体は、空気であることを特徴とする請求項1ないし18のいずれか1つに記載の熱交換器。 - 蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいて冷媒を凝縮させる凝縮器として用いられる熱交換器であって、
前記第1流体は、前記冷凍サイクルの冷媒であり、
前記第2流体は、外部熱源の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第3流体は、空気であることを特徴とする請求項1ないし18のいずれか1つに記載の熱交換器。 - 車両用冷却システムに適用される熱交換器であって、
前記第1流体は、作動時に発熱を伴う第1車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第2流体は、作動時に発熱を伴う第2車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第3流体は、空気であることを特徴とする請求項1ないし18のいずれか1つに記載の熱交換器。 - 前記第1流体を蒸発させる蒸発器として用いられる熱交換器であって、
前記上流側熱交換部(71)に含まれる前記第2チューブ(43a)の本数は前記下流側熱交換部(72)に比して多く、
前記第1流体よりも高温である前記第2流体を前記第2チューブ(43a)及び前記第2タンク空間(76)内に流通させることにより除霜が行われることを特徴とする請求項1ないし19、21のいずれか1つに記載の熱交換器。
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