JPH04155194A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、冷媒蒸発器、冷媒凝縮器、ヒータコア、ラジ
ェータまたはオイルクーラ等の熱交換器に関する。

［従来の技術］ 近年、例えば車両用空気調和装置の冷凍サイクルに組み
込まれる冷媒蒸発器においては、薄い幅でしかも水平方
向に長いコアサイズが要求されており、薄い幅による冷
媒の圧力損失を解消するためには、第１７図に示す前後
左右Ｕターンの熱交換器１１１から第１８図に示す前後
しターンのみの熱交換器１１２に冷媒の流れを変更する
ことが有効である。

この結果、熱交換器１１２のタンク部において、−度に
冷媒を分配させるチューブ部の本数は熱交換器１１１と
比較して約２倍となり、しかも水平方向に長いコアサイ
ズが要求されているので、冷媒の分配の均一化がさらに
困難となっている。なお、冷媒の分配が不均一であると
、各チューブ部に流入する冷媒の流量や気液の割合が不
均一となるので、熱交換効率の低下を招くという不見合
があった。

そこで、各チューブ部に均一に冷媒を分配して熱交換効
率の低下を防ぐものとして、第１９図に示すような積層
型冷媒蒸発器１００が提案されている。

この冷媒蒸発器１００は、一対の成型プレートを接合し
て、両端部に入口タンク部１０１、出口タンク部１０２
、および他部に両タンク部１０１．１０２を連通し、流
体の熱交換を行うチューブ部１０３を形成した流路管１
０４を複数積層してなる。

また、入口タンク部１０１の外部には、入口パイプ１０
５の端面に取り付けられた絞り１０６との間に、それぞ
れ１つのチューブ部１０３のみに連通して、各チューブ
部１０３に均一に冷媒を分配する複数の分配管１０７を
設けている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、従来技術においては５人口タンク部１０１よ
り外部に複数の分配管１０７を設けているので、複数の
分配管１０７の取付スペースや取回しスペースが必要と
なるという課題があった。

本発明は、取付スペースの拡大を招くことなく、熱交換
効率の低下を防ぐことができる熱交換器の提供を目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 本発明の熱交換器は、幅方向に並列して配設され、内部
を流れる流体が熱交換される複数のチューブ部と、これ
らのチューブ部の一端部に接続され、前記複数のチュー
ブ部に連通ずる入口タンクと、この入口タンクに接続さ
れ、前記入口タンク内に流体を流入させる入口パイプと
を備え、前記入口タンクは、前記幅方向に延びる複数の
流体通路が形成された多穴管を有し、 この多穴管の前記複数の流体通路に前記入口パイプから
の流体が導入されるとともに、前記複数の流体通路の各
々が前記複数のチューブ部ごとに開口していることを特
徴とする技術手段を採用した。

［作用コ 入口パイプから流出した流体は、入口タンクの内部に配
設された多大管の複数の流体通路内に均一に分配されて
流入する。これらの流体通路内に流入した流体は、複数
の流体通路の各々が複数のチューブ部ごとに開口してい
るので、それぞれの流体通路からその流体通路に対応し
たチューブ部内に流入する。このため、複数のチューブ
部の各々を流れる流体の流量はほぼ等しくなるのて′、
複数のチューブ部の各々で均一な熱交換かなされる。

上述のように、入口タンク内に幅方向の延びる複数の流
体通路を形成した多穴管を設けている。

すなわち、複数のチューブ部の各々に流体を均一に分配
する分配部品が入口タンク内に設けられているので、分
配部品のために大きな取付スペースが必要とならない。

［発明の効果〕 複数のチューブ部の各々で均一な熱交換を行うことがで
きるので、それぞれのチューブ部における熱交換効率の
低下を抑制することができる。しかも、複数のチューブ
部の各々に流体を均一に分配する分配部品のための大き
な取付スペースが必要とならないので、取付スペースを
従来技術と比較して小さくできる。

［実施例］ 本発明の熱交換器を第１図ないし第１６図に示す実施例
に基づき説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示す。第１
図および第２図は積層型冷媒蒸発器を示す図で、第３図
は成型プし一トを示す図である。

積層型冷媒蒸発器１は、内部に流入した気液混合冷媒と
外部を通過する空気とを熱交換させることによって、気
液混合冷媒を冷媒ガスとする。この積層型冷媒蒸発器１
は、一対の成型プレート２を接合して形成される冷媒流
路管３、および隣接された冷媒流路管３ｒ′：Ｉに配設
されたコルゲートフィン４を複数積層して一体ろう付け
されて組み立てられている。

成型プレート２は、薄い板状のアルミニウム合金をプレ
ス加工することにより浅い皿状に形成されている。

冷媒流路管３には、一端部（第１図示す端部）に入口タ
ンク部５および他端部（第１図示上端部）に出口タンク
部６が形成され、他部に入口タンク部５と出口タンク部
６とを連通し、内部を流れる冷媒を空気と熱交換させる
チューブ部７が形成されている。

各入口タンク部５を構成する成型プレート２は、罪状を
呈し、各入口タンク部５はそれぞれ１つのチューブ部７
に連通している。また、各入口２７２部５内には、各入
口タンク部５に形成された開口部８を貫くように、円形
の多穴管９が嵌め込まれてろう付けされている。

多穴管９の内部は、チューブ部７の本数と同一の本数の
冷媒通路（本発明にかかる流体通路）１０が形成される
ように仕切り壁１１より仕切られている。冷媒通路１０
は、各冷媒通路１０の入口の断面積が同一となるように
形成されている。

なお、多穴管９の入口側の端面は、内部に流入した冷媒
を噴霧化する絞り１２を介して入口パイプ１３に接続さ
れている。

そして、多穴管９の外周面には、これらの冷媒通路１０
がそれぞれ１つの入口タンク部５のみに連通ずるように
連通孔（出口）１４が略螺旋状に列設されている。

なお、冷媒通路１０は、各冷媒通路１０の流体抵抗が同
一となるように断面積を変化させても良い。

連通孔１４は、各冷媒通路１０の流体抵抗が同一となる
ように径を変化させても良い、これらのような場合には
、各冷媒通路１０の入口の断面積は同一でなくても良い
。

出口タンク部６を構成する成型プレート２も罪状を呈し
、各出口タンク部６には複数のチューブ部７から流入し
た冷媒ガスを集合させる。また、出口タンク部６には出
口パイプ１５が接続されている。

チューブ部７を構成する成型プレート２は、偏平な皿状
を呈し、冷媒が流れる流路面に多数のリブ（破線部分は
対向する成型プレート２のリブの位置を示す）１６が形
成されている。

この積層型冷媒蒸発器１の作用および効果を第１図ない
し第３図に基づき説明する。

図示しない膨張弁から流出した気液混合冷媒は、入口パ
イプ１３を通って絞り１２内に流入する。絞り１２内に
流入した気液混合冷媒は、絞り１２を通過する際にさら
に噴霧化されて複数の入口２７２部５内に設けられてい
る多穴管９の入口側の端面に至る。このとき、絞り１２
で噴霧化された霧状冷媒は、多穴管９に形成された各冷
媒通路１０に均一に分配されて各冷媒通路１０内に同一
の流量および気液割合の霧状冷媒が流入する。各冷媒通
路１０内に流入した霧状冷媒は、冷媒通路１０内を通過
して各連通孔１４よりそれぞれ１つの入口タンク部５の
みに流入する。なお、各入口タンク部５もそれぞれ１つ
のチューブ部１にのみ連通しているので、各入口２７２
部５内に流入した霧状冷媒はそれぞれのチューブ部７内
に流入していく。

そして、各チューブ部７内に流入した霧状冷媒は、チュ
ーブ部７の外を通過する空気と熱交換するため、出口タ
ンク部６に向かうにしたがって徐々に冷媒ガスの量が増
加し、最終的には各チューブ部７内の全ての霧状冷媒が
冷媒ガスとなる。

したがって、各チューブ部７内に流入する冷媒が均一に
分配されるので、各チューブ部７内を流れる冷媒の流量
および冷媒ガスと液冷媒との割合が均一化される。この
結果、積層型冷媒蒸発器１から吹出された空気の吹出温
度はどのチューブ部７の外部を通過しても均一化される
と同時に、各チューブ部７において均一な熱交換がなさ
れるので熱交換効率の低下を防止できる。

さらに、各チューブ部７内に流体を均一に分配する分配
部品である多穴管９が入口２７２部５内に設けられてい
るので、第１９図に示した従来技術と比較して分配部品
のために取付スペースや取回しスペースを必要としない
、この結果、積層型冷媒蒸発器１の取付スペースが従来
技術と比較して小さくすることができるので、空調ダク
ト等の狭い空間内に積層型冷媒蒸発器１を取り付けるこ
とができる。

第４図および第５図は本発明の第２実施例を示す、なお
、第１実施例と同一物は同番号を付す。

この実施例では、第１実施例で用いた円形の多穴管９を
偏平な多穴管２０に変更している。２１は一穴管２０内
に形成された冷媒通路で、２２は１つの。

のチューブ部７に連通ずる連通孔である。

第６図および第７図は本発明の第３実施例をテす、なお
、第１実施例と同一物は同番号を付す。

この実施例では、第１実施例で用いた円形の楔穴管９を
方形状の多穴管３０に変更している。３１ζ。

多穴管３０内に形成された冷媒通路で、３２は１つσみ
のチューブ部７に連通ずる連通孔である。

第８図ないし第１０図は本発明の第４実施例苔示す。

この実施例では、入口２７２部５内に気液混そ冷媒を旋
回させる旋回機能付の多穴管４０を設けている。この多
穴管４０は、内周面に旋回溝４１を形足した円筒部４２
、チューブ部１と同一の本数の冷頬通路４３を形成した
多穴筒部４４、および円筒部４２と複数の冷媒通路４３
とを連通する折返し部４５から構成されている。この折
返し部４５は、多大管４０を１数の成型プレート２の入
口タンク部７の開口部に挿入してろう付けした後に、多
穴筒部４４にろうイ］覧　　　けまたは溶接により接合
されている。

−前述の構成により、入口パイプ１３から多穴管４０の
円筒部４２内に流入した気液混合冷媒は、旋回溝目４１
に沿って第９図示左方向に向かって流れることによって
、円筒部４２内を旋回しなから進行する。

レ　　　このため、円筒部４２から流出した冷媒は、駅
冷媒文　　　が管状の流れになっており、多穴筒部４４
の複数の）　　　冷媒通路４３内に均一に分配され、こ
れらの冷媒通路４３の連通孔４６から各チューブ部７に
流入していく。

この実施例の場合は、旋回溝４１を形成した円筒部４２
を多穴管４０内に内蔵しているので、第１実施゛　　　
例のような絞り１２を設ける必要はない。

第１１図ないし第１３図は本発明の第５実施例′　　　
を示す。なお、第１実施例と同一物は同番号を付す。

１　　　　この実施例では、入口２７２部５内に積層型
冷□　　　媒蒸発器１の横幅に相当する全長Ｌ（第１１
図参照）の捩り多穴管５０を設けている。この捩り多穴
管５０の冷媒通路５１は捩られており、各チューブ部７
に向かって開口した連通孔５２が直線１に配設されてい
る。なお、連通孔５２は、チューブ部７のピッチに相当
するピッチｎ＋＝隔で設けられている。

すなわち、捩り多穴管５０の全長Ｌ＝ｊｌ　ｘ　（チュ
ーブ部７の本数）という関係を持つ。また、冷媒通路５
１の捩り角度は、全長りで３６０°、すなわちピッチ９
の間に３６０°／′（チューブ部７の本数）である。

この構成により、連通孔５２は、一定の方向（第１２図
示上方）に向かって開口しているので、入口２７２部５
内の一定の方向に冷媒が噴出される。

このため、入口タンク部５と捩り多大管５０との空間は
、チューブ部７側のみ設けられれば良いので、管径が同
一の場合は入口タンク部５の大きさを第１実施例と比較
して小さくできる。

第１４図は本発明の第６実施例を示す。

この実施例の捩り多穴管６０は、内周面に旋回溝６１を
形成した円筒部６２、複数の冷媒通路６３が捩られた多
穴筒部６４、および円筒部６２と複数の冷媒通路６３と
を連通ずる連通部（図示せず）から構成されている。

この実施例の場合にも第４実施例と同様に、絞り１２を
設ける必要はない。

第１５図および第１６図は本発明の第７実施例を示す、
なお、第１実施例と同一物は同＃号を付、　　す。

この実施例は、本発明を偏平チューブ７１とへ。

ダ（入口タンク）７２とから構成されるコルゲートフィ
ンチューブ型熱交換器７０に採用したものである。ヘッ
ダ７２は、各偏平チューブ１１が差し込まれ。　　　る
挿入孔７３を有し、内部に捩り多穴管７４をろう付は等
により接合している。

その捩り多穴管７４の冷媒通路７５は、第５実施例と同
様に捩られており、各爾ヱチューブ７１に対応して連通
孔７６が開口している。

（変形例） 本実施例では、本発明を冷媒蒸発器に用いた例を示した
が、本発明を冷媒凝縮器、ヒータコア、ラジェータまた
はオイルクーラ等の熱交換器に用いても良い。また、熱
交換器は、積層型熱交換器、コルゲートフィンチューブ
型熱交換器またはプレートフィンチューブ形熱交換器の
他にタンクとチューブとを有する熱交換器であれば何で
も良い。

１つまたは２つ以上の流体通路が１つのチューブ部にの
み連通している構造のものを採用しても良い。また、１
つの流体通路が１つないし３つのチューブ部に連通して
いる構造のものを採用しても良い。流体通路の出口（連
通孔）の個数は、１つのチューブに対して２個以上達通
していても良い。

また、内部に複数の流体通路を形成した流体管を複数寄
り合わせて多穴管を形成しても良い。タンクに一体的に
複数の流体通路を形成しても良い。

さらに、チューブを略Ｕの字状に形成しても良い。

そして、例えば冷媒蒸発器の近傍に膨張弁等の減圧装置
が配設されている場合は、絞りを省略しても良い。また
、絞りの代わりに霧状冷媒を旋回させるものを設けても
良い。例えば入口パイプの内周に旋回溝を設ける。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示す、第１
図は積層型冷媒蒸発器を示す部分断面図、第２図は第１
図の主要部の拡大断面図、第３図は成型プレートの主要
部を示す正面図である。 第４図および第５図は本発明の第２実施例を示す。第４
図は積層型冷媒蒸発器の主要部の拡大断面図、第５図は
成型プレートの主要部を示す正面図である。 第６図および第７図は本発明の第３実施例を示す、第６
図は積層型冷媒蒸発器の主要部の拡大断面図、第７図は
成型プレートの主要部を示す正面図である。 第８図ないし第１０図は本発明の第４実施例を示す、第
８図および第９図は積層型冷媒蒸発器の主要部の拡大断
面図、第１Ｏ図は成型プレートの主要部を示す正面図で
ある。 第１１図ないし第１３図は本発明の第５実施例を示す、
第１１図は多穴管を示す斜視図、第１２図は積層型冷媒
蒸発器の主要部の拡大断面図、第１３図は成型プレート
の主要部を示す正面図で・ある。 第１４図は本発明の第６実施例を示し、成型プレートの
主要部を示す正面図である。 第１５図および第１６図は本発明の第７実施例を示す、
第１５図は熱交換器の主要部の拡大断面図、第１６図は
熱交換器の主要部の他の断面図て゛ある。 第１７図は左右前後Ｕターンの冷媒蒸発器の冷媒の流れ
を示す斜視図、第１８図は前後Ｕターンの冷媒蒸発器の
冷媒の流れを示す斜視図、第１９図は従東技術として用
いた積層型冷媒蒸発器を示す正面図である。 図中 １　積層型冷媒蒸発器（熱交換器）　　５．入口タンク
部　７・・チューブ部　９．２ｏ、３０．４０・多穴管
　１３・・入口パイプ　５０．６０．７４・捩り多穴管
１０．２１．３１．４３．５１．６３．１５・冷媒通路
（流体通路）７１−・・偏平チューブ　７２・−・ヘッ
ダ（入口タンク） 第２図 第３図 第１図 ２１・冷媒通Ｎ（流体通路） 八管 第１０図 １ｓ　　先

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）幅方向に並列して配設され、内部を流れる流体が熱
   交換される複数のチューブ部と、これらのチューブ部の
   一端部に接続され、前記複数のチューブ部に連通する入
   口タンクと、この入口タンクに接続され、前記入口タン
   ク内に流体を流入させる入口パイプと を備え、 前記入口タンクは、前記幅方向に延びる複数の流体通路
   が形成された多穴管を有し、 この多穴管の前記複数の流体通路に前記入口パイプから
   の流体が導入されるとともに、前記複数の流体通路の各
   々が前記複数のチューブ部ごとに開口していることを特
   徴とする熱交換器。