JP5878480B2 - Heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、空調回路に配置される内部熱交換器等の、自動車に使用するための熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger for use in an automobile, such as an internal heat exchanger arranged in an air conditioning circuit.
1つ以上のバンクの中で、互いに平行に走るチューブの束から構成されている自動車熱交換器は公知である。チューブは、熱交換器を通して熱転送流体を循環させる機能を有している。 Automotive heat exchangers are known that are composed of bundles of tubes that run parallel to each other in one or more banks. The tube has a function of circulating the heat transfer fluid through the heat exchanger.
重ね合わされた複数の板を備える熱交換器もあり、この重ね合わされた複数の板は、熱転送流体と周囲環境との間で熱交換を行うための熱転送流体に対する循環チャネルを画定するようになっている。 Some heat exchangers include a plurality of stacked plates, such that the plurality of stacked plates define a circulation channel for the heat transfer fluid for heat exchange between the heat transfer fluid and the surrounding environment. It has become.
しかしながら、上記のような熱交換器は、寸法の見地から、好適な熱効率を有すると同時に、圧力降下を抑制するようにしなければならない。 However, the heat exchanger as described above must have a suitable thermal efficiency from the viewpoint of dimensions, and at the same time suppress the pressure drop.
従って、本発明の目的は、上記のような熱交換器において、動作性能、熱効率、および圧力降下を、全て最適にする寸法範囲を画定することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to define a size range in which the operating performance, thermal efficiency, and pressure drop are all optimized in the heat exchanger as described above.
この目的のために、本発明の主題は、第1の流体と第2の流体との間の熱交換を行うための自動車空調回路用熱交換器であり、この熱交換器は、それぞれが上部板と下部板とから構成されている複数の熱モジュールと、2つの連続した熱モジュールの間に画定される少なくとも1つの循環空間とを備えている。これらの上部板および下部板の間に、第1の流体に対する第1の循環チャネルを形成する第1の内部キャビティを画定するように構成され、上記少なくとも1つの循環空間は、第2の流体に対する第2の循環チャネルを形成している。さらに詳細には、この循環空間は、第2のフィンとも呼ばれる、50mmから130mmの間の長さを有するフィンを備えている。
For this purpose, the subject of the present invention is a heat exchanger for an automotive air-conditioning circuit for performing heat exchange between a first fluid and a second fluid, each of which is an upper part A plurality of thermal modules composed of a plate and a lower plate, and at least one circulation space defined between two successive thermal modules are provided. Between the upper plate and the lower plate is configured to define a first internal cavity forming a first circulation channel for the first fluid, the at least one circulation space being a second for the second fluid. Forms a circulation channel. More specifically, this circulation space comprises fins having a length between 50 mm and 130 mm, also called second fins.
第2のフィンは、2.0mmから4.8mmの高さを有することが有利である。更に、第2のフィンは、1.3mmから1.8mmの間(1.4mmが望ましい)の間隔を有することが有利である。 Advantageously, the second fin has a height of 2.0 mm to 4.8 mm. Furthermore, the second fins advantageously have a spacing between 1.3 mm and 1.8 mm (1.4 mm is desirable).
追加として、または代替として、第1の内部キャビティは、第1のフィンとして知られているフィンを備え、これらのフィンは、50mmから130mmの間の長さを有し、第1のフィンは、1.0mmから1.5mmの間の高さを有することが望ましい。更に、第1のフィンは、0.9mmから1.5mmの間(1.0mmが望ましい)の間隔を有することが望ましい。 Additionally or alternatively, the first internal cavity comprises fins known as first fins, these fins have a length between 50 mm and 130 mm, and the first fin is It is desirable to have a height between 1.0 mm and 1.5 mm. Further, the first fins preferably have a spacing between 0.9 mm and 1.5 mm (preferably 1.0 mm).
第1のフィン、および/または第2のフィンは、45.0mmから70.0mmの間の幅を有することが有利である。 Advantageously, the first fin and / or the second fin has a width between 45.0 mm and 70.0 mm.
更に、本発明によれば、各熱交換モジュールの上部板、および/または下部板は、0.5mmから1.5mmの間(1.0mmが望ましい)の厚さを有する。 Furthermore, according to the present invention, the upper plate and / or the lower plate of each heat exchange module has a thickness between 0.5 mm and 1.5 mm (1.0 mm is desirable).
代替的実施形態においては、複数の熱モジュールは、ハウジングの内部に配置されている。この場合には、ハウジングは、1.0mmから2.0mmの間(1.5mmが望ましい)の厚さを有することが有利である。 In an alternative embodiment, the plurality of thermal modules are disposed within the housing. In this case, the housing advantageously has a thickness of between 1.0 mm and 2.0 mm, preferably 1.5 mm.
以下の詳細な記載を読むことにより、本発明を、よりよく理解することができ、また、他の特徴および利点も、更に明らかになると思う。なおこれらの記載は、典型的な実施形態を含み、添付の図面を参照して例示のために提供するものである。また添付の図面は、非限定的な例を提供するものであり、本発明の更なる理解を助け、さらに、実施形態を説明し、また適切な場合には、本発明を画定することに寄与するものである。 The invention will be better understood and other features and advantages will become apparent upon reading the following detailed description. These descriptions include exemplary embodiments and are provided for illustration with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings also provide non-limiting examples to assist in a further understanding of the invention, further describe embodiments, and, where appropriate, contribute to the definition of the invention. To do.
図1から図4において、同一の要素には同じ符号を付してある。特に断らない限り、それらは、同じ具体的な特徴を有しているので、従って、再度詳細に説明することはしない。 1 to 4, the same elements are denoted by the same reference numerals. Unless otherwise noted, they have the same specific characteristics and are therefore not described in detail again.
図1は、熱交換器1を示す。これは、特に、自動車空調回路に使用するためのものであり、第1の流体と第2の流体との間の熱交換を可能にするものである。第1の流体は、加熱または冷却され、第2の流体は、第1の流体から熱を吸収するか、または第1に流体に熱を供給するようになっている。
FIG. 1 shows a
ここに記載されている実施形態においては、第1の流体HPは、高圧および高温の流体であり、第2の流体によって冷却されるようになっている。また第2の流体BPは、低圧および低温の流体であり、第1の流体HPから熱を吸収するようになっている。しかしながら、本発明は、第1の流体および第2の流体として使用される全てのタイプの流体を包含している。 In the embodiment described herein, the first fluid HP is a high pressure and high temperature fluid that is cooled by the second fluid. The second fluid BP is a low-pressure and low-temperature fluid, and absorbs heat from the first fluid HP. However, the present invention encompasses all types of fluids used as the first fluid and the second fluid.
図1および図2は、第1の実施形態を示す。これらの図では、熱交換器1は、ハウジング3を備え、ハウジング3は、ハウジングボディ3aとハウジングボディ3aに固定されるようになっているカバー3bとを備えている。そのため、ハウジングボディ3aは、複数の取り付けラグ5を有し、これらの取り付けラグ5は、熱交換器1を組み立てた後には、カバー3bの上にクリンプされる。大部分の取り付けラグ5は、ハウジングボディ3aの周辺端部から突起している。
1 and 2 show a first embodiment. In these drawings, the
さらに、代替的実施形態(図示せず)においては、ハウジングボディ3aとカバー3bとは、ろうづけ、または溶接等によって組み立てることができる。
Further, in an alternative embodiment (not shown), the
ハウジングボディ3aは、例えば、プレス工程を使用して得ることができる。あるいは、ハウジングボディ3aは、押し出し加工、鋳造加工等によって得ることができる。
The
取り付けラグ5、ハウジングボディ3aの周辺端部および底部は、それら全体が同一のストリップ板から製作される場合には、互いに結合して、1つのユニットとして形成すると有利である。周辺端部および底部によって画定される体積は、平坦にスタックされた熱交換モジュール15を中に収容する空間を定めている。
The
更に、ハウジング3は、第1の流体HPおよび第2の流体BPに対する入口開口と、第1の流体HPおよび第2の流体BPに対する出口開口とを有する。取り付けラグ5がある側と反対側の周辺端部では、ハウジングボディ3aは、底部によって閉じられている。この底部を通して、第1の流体HPに対する第1の入口開口7および第2の流体BPに対する第1の出口開口9が通っている。同様に、カバー3bもまた、第2の流体BPに対する第2の入口開口11、および第1の流体HPに対する第2の出口開口13を備えている。
Furthermore, the
第1の流体HPに対する第1の入口開口7および第2の出口開口13は、第1の流体HPを熱交換器1に供給する空調回路(図示せず)に、流密に接続されている。同様に、第2の流体BPに対する第2の入口開口11および第1の出口開口9は、第2の流体BPを熱交換器1に供給する空調回路(図示せず)に、流密に接続されている。
The first inlet opening 7 and the second outlet opening 13 for the first fluid HP are fluidly connected to an air conditioning circuit (not shown) that supplies the first fluid HP to the
ハウジング3(さらに詳細には、ハウジングボディ3a)には、実質的に同一の複数の熱交換モジュール15が収容され、これらの熱交換モジュール15は、ハウジングの中で、重ね合わされて設置され、ハウジング3の中に固定されている(例えば、ろうづけによって)。
The housing 3 (more specifically, the
図2に示す例では、ハウジング3の中には、3つの熱交換モジュール15が組み立てられている。これらは、
−ハウジング3の底部に配置されている、下部熱交換モジュール15aと、
−カバー3bの近くの頂部に配置されている、上部熱交換モジュール15bと、
−下部熱交換モジュール15aと上部熱交換モジュール15bとの間に配置されている、中間熱交換モジュール15cとである。
In the example shown in FIG. 2, three
The lower
The upper
The intermediate
下部熱交換モジュール15aと上部熱交換モジュール15bとの間に、いくつかの中間熱交換モジュール15cを配置できることは、言うまでもない。
It goes without saying that several intermediate
各熱交換モジュール15は、上部板17と下部板19とから構成され、これらの上部板17と下部板19は、対向して配置されている。図3では、上部板17および下部板19を、より詳細に示している。
Each
上部板17および下部板19は、例えば、全体の形状が実質的に平行六面体の、厚さの薄い(例えば、0.5mmから1.5mmの間の)金属板である。
The
従って上部板17および下部板19は、それぞれ、2つの短い側部39および2つの長い側部40を有し、短い側部39および長い側部40は、上部板17および下部板19の外縁23に沿って対向している。
Accordingly, the
上部板17および下部板19の短い側部39と長い側部40との間の角のところに、突起42があり、この突起42は、上部板17および下部板19と同一面上に伸びている。
There is a
上部板17および下部板19は、それぞれ、2つの突起42を備えており、これらの突起42は、円形の周囲を有し、また、各端部に配置された第1および第2の結合部27aおよび27bを備えている。第1の結合部27aおよび第2の結合部27bは、いずれも、上部板17の対角線、および下部板19の対角線に沿って配置されていると有利である。
Each of the
第1の実施形態は、第1の流体HPおよび第2の流体BPが単一の方向に循環する熱交換器1を提供するものであり、これは、I形状の循環を行う形態である。代替として、第1の流体HPおよび第2の流体BPの循環を、2つの異なる方向にして、U形状の循環の形態とすることもできる。
The first embodiment provides a
突起42に隣接し、短い側部39の残りの部分に沿う、上部板17および下部板19の外縁は、それぞれ、互いに反対に位置する第2の結合部27bおよび第1の結合部27aに向かって傾斜している。これにより、熱交換モジュール15の間の空間の中に流体を分布させる目的を有する流路が形成されている。下部熱交換モジュール15a、上部熱交換モジュール15b、および中間熱交換モジュール15cがハウジングボディ3aの中に収容されている場合には、この傾斜した外縁は、ハウジングボディ3aの内部の壁およびカバー3bとともに、流体の中の1つ(特に、第2の流体BP)のための入口チャンバを形成している。この傾斜した外縁が存在するため、上部熱交換モジュール15bによって妨げられることなく、第2の入口開口11に対して、十分な空間が用意されているということになる。
The outer edges of the
上部板17および下部板19は、それらの間に、第1の内部キャビティ21を画定するように組み立てられる。これは図2に示されている。
The
これを行うために、上部板17の外縁23および下部板19の外縁23を、それぞれ、上部板17の外部表面31または下部板19の外部表面31と比較して、持ち上げるようにすることができる。従って、上部板17の外縁23および下部板19の外縁23は、背中合わせにすると、第1の内部キャビティ21を形成することができる。
To do this, the
ここに図示していない代替的実施形態においては、1つの熱交換モジュール15の2つの板の中の1つのだけ(下部板または上部板)の外縁を持ち上げるようにすることもでき、これにより、第1の内部キャビティ21を形成することもできる。
In an alternative embodiment not shown here, the outer edge of only one (lower plate or upper plate) of the two plates of one
第1の内部キャビティ21は、流体の中の1つ(例えば、第1の流体HP)に対する第1の循環チャネルを形成している。
The first
図1および図2に示す、3つの熱交換モジュール15を有する構成例では、熱交換器1は、3つの第1の循環チャネルを有する。従って、第1の循環チャネルは、互いに平行に形成されることが望ましく、例えば、1mmから1.5mmの間の高さを有することが望ましい。
In the configuration example having three
第1のフィン25を、第1の内部キャビティ21の中に配置して、第1のチャネルを通して循環する第1の流体HPと第2の流体BPとの間の熱交換を改善することができる。
The
例として、第1のフィン25はコルゲート形状の金属板を採用する。第1のフィン25は、プレス加工、押し出し加工、圧延加工等の、種々の方法を使用して得ることができる。
As an example, the corrugated metal plate is used for the
明確にするために、図2の切断面A−Aには、第1のフィン25は示していない。
For clarity, the
更に、熱交換器1は、ハウジング3の上の結合部27と、熱交換モジュール15の上の第1の結合部27aおよび第2の結合部27bを使用して組み立てられる。第1の結合部27aおよび第2の結合部27bによって、熱交換モジュール15は、隣接した熱交換モジュール15に関わる、隣接した第1の結合部27aおよび第2の結合部27bとともに、重ね合わされで組み立てることが可能になる。結合部27は、熱交換モジュール15をハウジング3に組み込むために使用される。
Furthermore, the
更に具体的には、下部モジュール15aと接触しているハウジングボディ3aの底部は、少なくとも1つの結合部27を有する。同様に、上部熱交換モジュール15bと接触しているカバー3bもまた、少なくとも1つの結合部27を有する。従って、各熱交換モジュール15は、それぞれが、少なくとも第1の結合部27a、または第2の結合部27bを有する。更に具体的には、各上部板17および各下部板19は、それぞれ、少なくとも第1の結合部27aおよび第2の結合部27bを備えている。第1の結合部27aおよび第2の結合部27bは、上部板17または下部板19の各端部に、それぞれ、上部板17、および下部板19の短い側部39に沿って存在する突起42のところに位置している。
More specifically, the bottom of the
図1および図2に示す例では、ハウジングボディ3aの底部およびカバー3bは、それぞれ、結合部27を備えている。結合部27は、それぞれ、第1の流体HPに対する第1の入口開口7と、また第1の流体HPに対する第2の出口開口13と共に動作する。
In the example shown in FIGS. 1 and 2, the bottom of the
上部板17および下部板19に関しては、第1の結合部27aと第2の結合部27bとを備えている。
The
図1および図2に示すように、熱交換モジュール15の第1の結合部27aは、結合部27a同士が互いに接続され、ハウジングボディ3aの結合部27と接続されている。同様に、熱交換モジュール15の第2の結合部27bは、結合部27b同士が互いに接続され、カバー3bの結合部27と接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
従って、
−ハウジングボディ3aの結合部27は、下部熱交換モジュール15aの下部板19における対応する第1の結合部27aと共に動作する。
−下部熱交換モジュール15aの上部板17の第1の結合部27aおよび第2の結合部27bは、中間熱交換モジュール15cの下部板19における対応する第1の結合部27aおよび第2の結合部27bと共に動作する。
−中間熱交換モジュール15cの上部板17の第1の結合部27aおよび第2の結合部27bは、上部熱交換モジュール15bの下部板19における対応する第1の結合部27aおよび第2の結合部27bと共に動作する。
−上部熱交換モジュール15bの上部板17の第2の結合部27bは、カバー3bにおける対応する結合部27と共に動作する。
Therefore,
The
The
The
The
従って、熱交換モジュール15の第1の結合部27aおよび第2の結合部27bは、第1の流体HPの通路のための開口または孔を更に有する。
Accordingly, the
従って、第1の結合部27aは、互いに連結されるとともに、第1の流体HPの第1の入口開口7とも連結されている。以上のようにして、第1の流体HPに対する入口チャネルが画定される。
Accordingly, the
同様に、第2の結合部27bは、互いに連結されるとともに、第1の流体HPに対する第2の出口開口13とも連結されている。以上のようにして、第1の流体HPに対する出口チャネルが画定される。
Similarly, the
結合部27、第1の結合部27a、および第2の結合部27bが互いに共同して動作することは、言うまでもない。これは、例えば、ろうづけ等によって、流体気密に密閉して漏れを防ぐことにより行うことができる。
Needless to say, the
さらに、第1のチャネルを通して第1の流体HPが放熱する際に、第1の流体HPの循環を促進するために、上部板17および下部板19の上にある第1の結合部27aおよび第2の結合部27bは、それぞれ、上部板17および下部板19の共通の対角線上で、上部板17および下部板19のそれぞれ各側部に設置することができる。これは、図3の鎖線で示されている。他の形状の循環回路(図示せず)も考えることができ、これらは、本発明の範囲の中に含まれることは言うまでもない。
Further, in order to promote circulation of the first fluid HP when the first fluid HP radiates heat through the first channel, the
更に、第1の流体HPの循環を改善するために、第1の結合部27aおよび第2の結合部27bが、上部板17および下部板19の対向する内部表面29の上に中空形状を形成するように構成することも可能である。
Furthermore, in order to improve the circulation of the first fluid HP, the
さらに、図1および図2に示す例では、ハウジングボディ3aの結合部27は、下部熱交換モジュール15aに向かっているハウジングボディ3aの表面の上で、内側に向かったボスを形成している。同様に、カバー3bの結合部27は、上部熱交換モジュール15bに向かっているカバー3bの表面の上で、内側に向かったボスを形成している。更に、熱交換モジュール15の結合部27aおよび27bは、上部板17および下部板19の外部表面31の上で、ボスを形成している。
Furthermore, in the example shown in FIGS. 1 and 2, the
形成さているボスは、それぞれ結合部27、および、隣接して接続されている第1の結合部27aまたは第2の結合部27bに向かって伸びている。
The formed bosses extend toward the
従って、熱交換モジュール15がハウジング3の中に組み立てられると、結合部27と、第1の結合部27aおよび第2の結合部27bとのボスによって、それぞれ、下部熱交換モジュール15aまたは上部熱交換モジュール15bと、それに連続した熱交換モジュール15cとの間、また連続した1つ以上の熱交換モジュール15cの間、および、下部熱交換モジュール15aまたは上部熱交換モジュール15bとハウジングボディ3aの底部またはカバー3bとの間に、循環空間33が画定されている。
Therefore, when the
上記のように画定された循環空間33は、第2の流体BPに対する第2の循環チャネルを形成する。第2の循環チャネルは、互いに平行しており、その高さは、2mmから4.8mmの間であることが望ましい。図1および図2に示す、この典型的な実施形態においては、熱交換器1は、4つの第2の循環チャネルを有する。
The
従って、第2の循環チャネルを、第1の循環チャネルの上または下に設置することにより、第1の流体HPと第2の流体BPとの間の熱交換を最適化することができる。 Therefore, the heat exchange between the first fluid HP and the second fluid BP can be optimized by installing the second circulation channel above or below the first circulation channel.
従って、少ない数の熱交換モジュール15(この例では、その中の3つが示されている)を使用して、いくつかの第1および第2の循環チャネルを得ることができる。この例では、3つの第1の循環チャネルと4つの第2の循環チャネルとが得られている。従って、熱交換器1の製造コストおよび寸法を減少させることができる。
Thus, a small number of heat exchange modules 15 (three of which are shown in this example) can be used to obtain several first and second circulation channels. In this example, three first circulation channels and four second circulation channels are obtained. Therefore, the manufacturing cost and size of the
更に、第2のフィン35を設けることもまた可能である。この第2のフィン35は、循環空間33の中に配置して、熱交換のための面積を増加させ、また熱的動作性能を向上させることができる。第2のフィン35は、プレス加工、押し出し加工、圧延加工等の種々の工程により得ることができる。
It is also possible to provide a
より明確にするために、第2のフィン35は、図2の断面A−Aには示していない。
For clarity, the
更に、第2の循環チャネルもまた、第1の循環チャネルに平行しており、これにより、第1の流体HPおよび第2の流体BPは、2つの平行した方向に循環する。第1の流体HPと第2の流体BPとの循環回路に依存せず、第1の流体HPは、第2の流体BPの循環方向に対して、常に、平行した方向、および反対の方向に循環するという点で特に有利である。 Furthermore, the second circulation channel is also parallel to the first circulation channel, so that the first fluid HP and the second fluid BP circulate in two parallel directions. Regardless of the circulation circuit of the first fluid HP and the second fluid BP, the first fluid HP is always parallel to and in the opposite direction to the circulation direction of the second fluid BP. This is particularly advantageous in terms of circulation.
図1および図2に示す熱交換器1では、第2の流体BPに対する第2の入口開口11は、第1の流体HPに対する第2の出口開口13のレベルにあり、また、第2の流体BPに対する第1の出口開口9は、第1の流体HPに対する第1の入口開口7のレベルにあるので、第1の流体HPと第2の流体BPとは、対向して流れるように循環する。対向して流れる循環によって、熱交換器1の出口における温度差が低減され、熱交換器1の動作性能を更に最適化することができる。
In the
第1の流体HPおよび第2の流体BPを平行して流れる、同一方向循環にすることも可能であることは言うまでもない。 Needless to say, the first fluid HP and the second fluid BP may be circulated in the same direction and flow in parallel.
種々の熱交換モジュール15を保持することができるように、上部板17および下部板19の上に、追加的な保持部37(図1および図3に示されている)を設けることができる。
An additional holding part 37 (shown in FIGS. 1 and 3) can be provided on the
例えば、この追加的な保持部37は、第1の結合部27aおよび/または第2の結合部27bの横に配置されている。これらの追加的な保持部37は、上部板17および下部板19の、内部表面29の上のリセスおよび外部表面31の上のボスという同じ特徴を有するが、第1の結合部27aおよび第2の結合部27bと比較して、寸法は小である。
For example, the additional holding
追加的な保持部37は、循環空間33の中に存在する第2のフィン35の変位を防ぐこともできるという、追加的な機能を有する。
The additional holding
従って、熱交換モジュール15を形成している上部板17および下部板19の、比較的単純な形状を維持したまま、熱交換の動作性能を改善することができる。
Therefore, the heat exchange operation performance can be improved while maintaining the relatively simple shapes of the
図4は、第2の代替的実施形態を示す。この実施形態の熱交換器1は、ハウジング3が2つのハーフハウジング3’および3”の形で設けられているという点で、上記の第1の実施形態の場合とは異なっている。
FIG. 4 shows a second alternative embodiment. The
この第2の実施形態においては、各ハーフハウジング3’、および3”は、それぞれ、下部熱交換モジュール15a、および上部熱交換モジュール15bと接触しており、結合部27を備えている。熱交換モジュール15は、上記で説明した第1の実施形態における熱交換モジュール15と同一である。
In the second embodiment, the
組み立て工程に関しては、2つのハーフハウジング3’および3”は、2つのハーフハウジング3’および3”の間のジョイント41のところに、互いに固定され(例えば、ろうづけによって)、ハウジング3の流体気密性を確保している。
With regard to the assembly process, the two
最後に、上記のような熱交換器1は、自動車空調ループの中に使用するのに特に適している。この空調ループは、気体の凝縮器または冷却器、膨張器、蒸発器、および圧縮機を備え、冷却流体は、これらの中をこの順序で循環する。空調ループは、圧縮機の出口から始まり膨張器の入口で終わる高圧枝路と、膨張器の出口から始まり圧縮機の入口で終わる低圧枝路とを備えている。この場合には、本発明における熱交換器1は、内部熱交換器として使用される。この内部熱交換器では、第1のチャネルを循環する高圧かつ高温の冷却流体と、第2のチャネルを循環する低圧かつ低温の同一の冷却流体とが、この内部熱交換器の中を通過する。
Finally, the
図5は、本発明における熱交換器1の横方向の断面を示す。この断面は、図1の面B−Bと同様の面である。図5においては、熱交換器1は、複数の熱交換モジュール15を収容するハウジング3を有していない。
FIG. 5 shows a transverse section of the
図5に示す代替的実施形態においては、熱交換器1は、重ね合わされた4つの熱交換モジュール15を備えている。この代替的実施形態においては、第1の内部キャビティ21および循環空間33は、上部板17とそれに連続した下部板19との間の空隙領域によって形成されている。この目的のために、上部板17および下部板19は、第1の内部キャビティ21に向かった方向に窪みを有しており、これにより循環空間33を画定している。
In an alternative embodiment shown in FIG. 5, the
種々の実施形態においては、熱交換器1は、種々の寸法を有し、この点に関して、次に詳細に説明する。
In various embodiments, the
本発明における熱交換器1は、下部熱交換モジュール15aの下部板19と、上部熱交換モジュール15bの上部板17との間の距離として規定される、高さH_IHXを有する。更に、熱交換器1は、熱交換モジュール15a、15b、または15cの下部板19または上部板17の幅として規定される、幅W_IHXを有する。
第1のフィン25は、第1の流体HPを循環させるための第1の内部キャビティ21の中に配置され、熱交換モジュール15a、15b、または15cの下部板19と上部板17との間の距離として規定される、高さH_IFHP(第1の内部キャビティ21のところで測定した値)を有する。第1のフィン25は、第1の内部キャビティ21の中における第1のフィン25の広がりの幅として規定される、幅W_IFHPを有する。最後に、第1のフィン25が、コルゲート状の金属板で作られている場合には、第1のフィン25は、第1のフィン25のコルゲート波形の連続した2つの峰の間の距離の半分として規定される、間隔P_HPを有する。
The
同様に、第2のフィン35は、第2の流体BPを循環させるための循環空間33の中に配置され、連続した2つの熱交換モジュール15a、15b、または15cの下部板19と上部板17との間の距離として規定される、高さH_IFBP(循環空間33のところで測定した値)を有する。第2のフィン35は、循環空間33の中の第2のフィン35の広がりの幅として規定される、幅W_IFBPを有する。最後に、第2のフィン35が、コルゲート状の金属板で作られている場合には、第2のフィン35は、第2のフィン35のコルゲート波形の連続した2つの峰の間の距離の半分として規定される、間隔P_BPを有する。
Similarly, the
第1のフィン25および第2のフィン35は、アルミニウムまたはアルミニウム合金でできていることが望ましい。第1のフィン25および第2のフィン35は、厚さが0.07mmから0.15mmの間(0.10mmが望ましい)であれば、特に有利である。
The
第1のフィン25の幅W_IFHPおよび第2のフィン35の幅W_IFBPは、45.0mmから70.0mmの間にあることが有利である。従って、次の関係式が得られる。
45.0mm≦W_IFBP≦70.0mm
45.0mm≦W_IFHP≦70.0mm
Width W_ IFBP width W_ ifhp and
45.0mm ≦ W_IFBP ≦ 70.0mm
45.0mm ≦ W_IFHP ≦ 70.0mm
更に、第1のフィン25の高さH_IFHPは、1.0mmから1.5mmの間にあり、また、第2のフィン35の高さH_IFBPは、2.0mmから4.8mmの間にある。従って、次の関係式が得られる。
2.0mm≦H_IFBP≦4.8mm
1.0mm≦H_IFHP≦1.5mm
Furthermore, the height H_ ifhp the
2.0mm ≦ H_IFBP ≦ 4.8mm
1.0mm ≦ H_IFHP ≦ 1.5mm
更に、第1のフィン25の間隔P_IFHPは、0.9mmから1.5mmの間にあり(1.0mmが望ましい)、第2のフィン35の間隔P_IFBPは1.3mmから1.8mmの間にある(1.4mmが望ましい)。従って、次の関係式が得られる。
1.3mm≦P_IFBP≦1.8mm
0.9mm≦P_IFHP≦1.5mm
Further, the interval P_IFHP between the
1.3mm ≦ P_IFBP ≦ 1.8mm
0.9mm ≦ P_IFHP ≦ 1.5mm
上記のような寸法は、第1の流体HPと第2の流体BPとの間の熱交換を促進するとともに、圧力降下を抑制する。 The dimensions as described above promote heat exchange between the first fluid HP and the second fluid BP and suppress a pressure drop.
更に、各熱交換モジュール15の上部板17および下部板19の厚さは、0.5mmから1.5mmの間(1.0mmが望ましい)にあることが有利である。
Furthermore, the thickness of the
熱交換器1がハウジング3を備えている場合には、ハウジングボディ3a、カバー3b、または2つのハーフハウジング3’および3”の厚さを、1.0mmから2.0mmの間(1.5mmが望ましい)に選ぶことにより、熱交換器1の強度を増すことができる。
If the
次に、図6〜図9について説明を行う。図6〜図9は、熱交換器1の熱効率、および/または圧力降下の変化をフィンの寸法パラメータの関数として示すグラフである。
Next, FIGS. 6 to 9 will be described. 6-9 are graphs showing the thermal efficiency of the
更に具体的には、図6は、熱交換器1の熱効率の変化を、第1のフィン25の長さL_IFHP、および/または第2のフィン35の長さL_IFBPの関数として示している。
More specifically, FIG. 6, the change in thermal efficiency of the
図6に示すように、熱交換器1の熱効率を35%から62%の間に設定することにより、種々の冷却流体を使用する場合の要求条件に適合させることができる。これらの冷却流体は、R134Aまたは1234yfの名前で知られる冷却流体等の、未臨界冷却流体等である。
As shown in FIG. 6, by setting the heat efficiency of the
以上により、第1のフィン25の長さL_IFHPおよび/または第2のフィン35の長さL_IFBPを、50mmから130mmの間に選べば、最適な熱効率が得られることは明らかである。
Thus, the length L_ ifhp and / or length L_ IFBP the
特に、熱交換器1の上記のような熱効率は、次に示す構成の熱交換器1によって得ることができる。
・第1のフィン25の幅W_IFHP、および第2のフィン35の幅W_IFBPは、実質的に55mmに等しい。
・第1のフィン25の高さH_IFHPは、実質的に1.2mmに等しい。
・第2のフィン35の高さH_IFBPは、実質的に3.6mmに等しい。
・第1のフィン25の間隔P_IFHPは、実質的に1.0mmに等しい。
・第2のフィン35の間隔P_IFBPは、実質的に1.4mmに等しい。
In particular, the heat efficiency of the
- the
And height H_ ifhp the
The height H_IFBP of the
-The space | interval P_IFHP of the
The distance P_IFBP between the
1つの特定の実施形態においては、熱交換器1の中の熱交換モジュール15の数は、7に等しい。
In one particular embodiment, the number of
図7は、熱交換器1に対する熱効率の変化(実線)と圧力降下の変化(点線)とを、第2のフィン35の間隔P_IFBPの関数として示している。
FIG. 7 shows the change in thermal efficiency (solid line) and the change in pressure drop (dotted line) for the
図7に示すように、熱交換器1の熱効率を55%から62%の間に設定することにより、特定の冷却流体(例えば、1234yfという名前で知られる未臨界冷却流体)を使用する場合の、より厳しい要求条件に適合させることができる。また、熱交換器1の最大圧力降下を、100%にすることができる。
As shown in FIG. 7, by setting the thermal efficiency of the
従って、100%を超えない圧力降下に対する最適な熱効率は、第2のフィン35の間隔P_IFBPが1.3mmから1.8mmの間にある場合に得られると考えられる。
Therefore, it is considered that the optimum thermal efficiency for a pressure drop not exceeding 100% is obtained when the distance P_IFBP between the
特に、熱交換器1に関する上記のような熱効率は、熱交換器1の次に示す構成によって得ることができる。
・第1のフィン25の長さL_IFHP、および/または第2のフィン35の長さL_IFBPは、本質的に130mmに等しい。
・第1のフィン25の幅W_IFHP、および第2のフィン35の幅W_IFBPは、実質的に55mmに等しい。
・第1のフィン25の高さH_IFHPは、実質的に1.2mmに等しい。
・第2のフィン35の高さH_IFBPは、実質的に3.6mmに等しい。
・第1のフィン25の間隔P_IFHPは、実質的に1.0mmに等しい。
In particular, the heat efficiency as described above regarding the
- Length L_ ifhp the
- the
And height H_ ifhp the
The height H_IFBP of the
-The space | interval P_IFHP of the
1つの特定の実施形態においては、熱交換器1の熱交換モジュール15の数は、7に等しい。
In one particular embodiment, the number of
図8は、熱交換器1に対する熱効率の変化(実線)と圧力降下の変化(点線)とを、第2のフィン35の高さH_IFBPの関数として示している。
FIG. 8 shows the change in thermal efficiency (solid line) and the change in pressure drop (dotted line) for the
図8に示すように、熱交換器1の熱効率を55%から62%の間に設定することにより、特定の冷却流体(例えば、1234yfという名前で知られる未臨界冷却流体)を使用する場合の、更に厳しい要求条件に適合させることができる。また、熱交換器1の最大圧力降下を、100%にすることができる。
As shown in FIG. 8, by setting the heat efficiency of the
従って、100%を超えない圧力降下に対する最適な熱効率は、第2のフィン35の高さH_IFBPが2.0mmから4.8mmの間にある場合に得られると考えられる。
Therefore, it is considered that the optimum thermal efficiency for a pressure drop not exceeding 100% is obtained when the height H_IFBP of the
特に、熱交換器1に関する上記のような熱効率は、熱交換器1の次に示す構成によって得ることができる。
・第1のフィン25の長さL_IFHP、および/または第2のフィン35の長さL_IFBPは、本質的に130mmに等しい。
・第1のフィン25の幅W_IFHP、および第2のフィン35の幅W_IFBPは、実質的に55mmに等しい。
・第1のフィン25の高さH_IFHPは、実質的に1.2mmに等しい。
・第1のフィン25の間隔P_IFHPは、実質的に1.0mmに等しい。
In particular, the heat efficiency as described above regarding the
- Length L_ ifhp the
- the
And height H_ ifhp the
-The space | interval P_IFHP of the
1つの特定の実施形態においては、熱交換器1の熱交換モジュール15の数は、7に等しい。
In one particular embodiment, the number of
最後に、図9は、熱交換器1に対する熱効率の変化(実線)と圧力降下の変化(点線)とを、第2のフィン35の幅W_IFBPの関数として示している。
Finally, FIG. 9 shows the change in thermal efficiency (solid line) and the change in pressure drop (dotted line) for the
図9に示すように、熱交換器1の熱効率を60%から62%の間に設定することにより、特定の冷却流体(例えば、1234yfという名前で知られる未臨界冷却流体)を使用する場合の、更に厳しい要求条件に適合させることができる。また、熱交換器1の最大圧力降下を、100%にすることができる。
As shown in FIG. 9, by setting the heat efficiency of the
従って、100%を超えない圧力降下に対する最適な熱効率は、第2のフィン35の幅W_IFBPが45mmから70mmの間にある場合に得られると考えられる。
Therefore, it is considered that the optimum thermal efficiency for a pressure drop not exceeding 100% is obtained when the width W_IFBP of the
特に、熱交換器1に関する上記のような熱効率は、熱交換器1の次に示す構成によって得ることができる。
・第1のフィン25の長さL_IFHP、および/または第2のフィン35の長さL_IFBPは、本質的に130mmに等しい。
・第1のフィン25の高さH_IFHPは、実質的に1.2mmに等しい。
・第2のフィン35の高さH_IFBPは、実質的に3.6mmに等しい。
・第1のフィン25の間隔P_IFHPは、実質的に1.0mmに等しい。
・第2のフィン35の間隔P_IFBPは、実質的に1.4mmに等しい。
In particular, the heat efficiency as described above regarding the
- Length L_ ifhp the
And height H_ ifhp the
The height H_IFBP of the
-The space | interval P_IFHP of the
The distance P_IFBP between the
1つの特定の実施形態においては、熱交換器1の熱交換モジュール15の数は、7に等しい。
In one particular embodiment, the number of
最後に、本発明の原理に従った種々の実施形態が可能であるという点に注意するべきである。これらの例は、単に本発明の主題の例示として示されているものである。本発明は、上記に記載された実施形態に限定されるものではなく、上記は、単なる実施例として提示されたものであるということは、極めて明白である。本発明は、当業者が本発明の記述の中で着想しうると考えられる、種々の代替、およびそれらの代替の変形を包含するものであり、これらは、特に、詳細な数値の範囲の任意の組み合わせを含むものである。 Finally, it should be noted that various embodiments according to the principles of the present invention are possible. These examples are merely given as illustrations of the subject matter of the present invention. It is quite obvious that the present invention is not limited to the embodiments described above, but that the above has been presented by way of example only. The present invention is intended to encompass various alternatives, and alternatives thereof, that would be conceived by those skilled in the art in the description of the invention, and in particular, any arbitrary numerical range. Is included.
1 熱交換器
3 ハウジング
3a ハウジングボディ
3b カバー
3’、3” ハーフハウジング
5 取り付けラグ
7 第1の入口開口
9 第1の出口開口
11 第2の入口開口
13 第2の出口開口
15 熱交換モジュール
15a 下部 熱 交換モジュール
15b 上部熱 交換モジュール
15c 中間 熱 交換モジュール
17 上部板
19 下部板
21 内部の第1のキャビティ
23 外縁
25 第1のフィン
27 結合部
27a 第1の結合部
27b 第2の結合部
29 内部表面
31 外部表面
33 循環空間
35 第2のフィン
37 追加的な保持部
39 短い側部
40 長い側部
41 ジョイント
42 突起
DESCRIPTION OF
Claims (14)
それぞれが、上部板(17)および下部板(19)から構成される複数の熱モジュール(15、15a、15b、15c)と、連続した2つの熱モジュール(15、15a、15b、15c)の間に画定される少なくとも1つの循環空間(33)とを備え、
前記上部板(17)および下部板(19)は、それらの間に、前記第1の流体(HP)に対する第1の循環チャネルを形成する第1の内部キャビティ(21)を画定するようになっており、
前記循環空間(33)は、第2のフィン(35)として知られる、50mmから130mmの間の長さ(L_IFBP)を有するフィン(35)を備えていることを特徴とする自動車空調回路用熱交換器(1)。 A heat exchanger (1) for an automotive air conditioning circuit for performing heat exchange between a first fluid (HP) and a second fluid (BP),
Between a plurality of thermal modules (15, 15a, 15b, 15c) each consisting of an upper plate (17) and a lower plate (19) and two consecutive thermal modules (15, 15a, 15b, 15c) And at least one circulation space (33) defined in
The upper plate (17) and the lower plate (19) define a first internal cavity (21) therebetween that forms a first circulation channel for the first fluid (HP). And
The circulation space (33) comprises a fin (35) known as a second fin (35) having a length ( L_IFBP ) between 50 mm and 130 mm, for an automotive air conditioning circuit Heat exchanger (1).
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