JPH05141811A - 熱交換装置 - Google Patents

熱交換装置

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JPH05141811A
JPH05141811A JP30795591A JP30795591A JPH05141811A JP H05141811 A JPH05141811 A JP H05141811A JP 30795591 A JP30795591 A JP 30795591A JP 30795591 A JP30795591 A JP 30795591A JP H05141811 A JPH05141811 A JP H05141811A
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JP
Japan
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heat exchange
tubes
refrigerant
inlet
outlet
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Pending
Application number
JP30795591A
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English (en)
Inventor
Eiichi Torigoe
栄一 鳥越
Etsuo Hasegawa
恵津夫 長谷川
Mitsugi Nakamura
貢 中村
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05141811A publication Critical patent/JPH05141811A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F28D1/0408Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0426Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to the large body of fluid, e.g. with interleaved units or with adjacent heat exchange units in common air flow or with units extending at an angle to each other or with units arranged around a central element
    • F28D1/0443Combination of units extending one beside or one above the other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D1/0461Combination of different types of heat exchanger, e.g. radiator combined with tube-and-shell heat exchanger; Arrangement of conduits for heat exchange between at least two media and for heat exchange between at least one medium and the large body of fluid
    • 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
    • F28F9/0234Header boxes; End plates having a second heat exchanger disposed there within, e.g. oil cooler

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、特に積層型の熱交換器において、
出入口部分の冷媒等の熱交換流体の流れを良好にすると
共に小型化して構成できるようにした、自動車の空調装
置の蒸発器に適用できる熱交換装置を提供することを目
的とする。 【構成】複数の偏平チューブ121 、122 、…を特定間隔
で平行に配列し、このチューブ121 、122 、…のそれぞ
れ相互間にコルゲートフィン131 、132 、…を介在して
熱交換本体11を構成する。この熱交換本体11の前記チュ
ーブ121 、122 、…それぞれの熱交換流体の流入および
流出口に対応して、出入口それぞれの熱交換流体相互の
熱交換を行う第2の熱交換部を構成するタンク部14を設
け、このタンク部と前記チューブ121 、122 、…それぞ
れの流体の流入口および流出口に対応して絞りプレート
18による絞り機構を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車用の空
調装置の冷凍サイクルを構成し、圧縮冷媒が循環されて
空気との熱交換を行なうために使用される冷媒蒸発器を
構成する熱交換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車に搭載される空調装置の冷凍サイ
クルにおいては、通常積層型の蒸発器が使用される。こ
の蒸発器は、例えば断面偏平状に構成した複数のチュー
ブを所定の間隔で配置し、このチューブの相互間にコル
ゲートフィンのような熱交換部材を介在設定して構成さ
れる。そして、複数のチューブの出入り口部に共通に連
通されるようにしてタンク部を形成し、このタンク部を
介して複数のチューブ内に冷媒が並列的に循環されるよ
うにしている。
【0003】この様に構成される熱交換装置において、
並列的に設定される複数のチューブの入口側は、それぞ
れチューブによって構成された複数のパスに冷媒が均一
に分配されるようにすることが望ましく、このためには
供給される冷媒の状態が液単相である必要がある。ま
た、膨脹弁を使用する空調装置の冷凍サイクルにおいて
は、蒸発器の出口側の冷媒は、過熱蒸気の状態となって
いる。したがって、この蒸発器の出口部の空気に著しい
温度分布が生ずる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、特に冷媒等の熱交換流体の
出入り口部において充分な省スペース化が図れるように
すると共に、熱交換流体の入口部において液単相とする
ことができるようにし、且つ出口部において温度分布が
均一化されるようにした、自動車用空調装置の冷凍サイ
クルを構成する蒸発器として効果的に使用できるように
した熱交換装置を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係る熱交換装
置は、複数の熱交換流体の流通されるチューブを所定間
隔で並列的に配置し、このチューブ相互間に熱交換部材
を配置した積層型の熱交換本体部の、前記複数のチュー
ブそれぞれの出入口部に共通に連通されるようにタンク
機構を形成し、このタンク機構と前記チューブそれぞれ
の出入口との間にそれぞれ絞り機構を設定するもので、
さらに前記タンク機構は出入口部分の熱交換流体相互の
熱交換を行う第2の熱交換部を含み構成される。
【0006】
【作用】この様に構成される熱交換装置にあっては、複
数のチューブおよび熱交換部材によって熱交換本体部が
構成されると共に、この熱交換本体部の熱交換流体の出
入口部に、それぞれ第2の熱交換部が構成されるように
なる。そして、この第2の熱交換交換部に対する前記複
数のチューブそれぞれからの熱交換流体の出入口部にそ
れぞれ絞り機構が設定される。したがって、熱交換本体
部の複数のチューブの入口においては熱交換流体が液単
相に設定され、しかも複数のチューブそれぞれの出口部
において温度分布が存在しない状態とされるもので、タ
ンク機構部も充分に体格を小さくして第2の熱交換部を
構成するようになる。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図1は例えば自動車に搭載される空調装置の
冷凍サイクルの蒸発器部分を構成する熱交換装置を一部
分解して示すもので、図2はこの熱交換装置を組み立て
た状態で示している。
【0008】この様な熱交換装置の熱交換本体11部は複
数の偏平状のチューブ121 、122 、…を所定の間隔で平
行に設定し、このチューブ121 、122 、…それぞれの相
互間にコルゲートフィン131 、132 、…を介在設定し
た、通常に知られている積層型に構成されている。
【0009】この場合各チューブ121 、122 、…は、詳
細は図示していないがU型に折り返された冷媒通路が形
成されているもので、この積層型に構成された熱交換本
体11の一方の側面に、各チューブ121 、122 、…それぞ
れに対応して一対の開口が形成される。この一対の開口
の一方は冷媒の流入口とされ、他方は冷媒の流出口とさ
れる。
【0010】この様に構成される熱交換本体11の各チュ
ーブ121 、122 、…それぞれの冷媒流入および流出口が
配列される端面部には、各チューブ121 、122 、…の冷
媒流入および流出口に共通にされるようにしてタンク部
14が形成されるもので、このタンク部14は複数のプレー
ト151 、152 、…を積層して構成される。
【0011】ここで、タンク部14を構成するプレート15
1 、152 、…は、それぞれ周縁部に面より突出する肩縁
が形成され、プレート151 、152 、…を積層することに
よって、各プレーと151 、152 、…の相互間に間隔が設
定されるもので、各プレート151 、152 、…の相互間に
それぞれ冷媒の流通路が形成されるようになる。この場
合、各プレート151 、152 、…のそれぞれ両端部に、各
プレート151 、152 、…を貫通する冷媒流通口が開口さ
れ、各プレート151 、152 、…それぞれの相互間に形成
される部屋が共通に連通されるようになっている。
【0012】すなわち、このタンク部14は各チューブ12
1 、122 、…に対して冷媒を並列的に供給し、且つ各チ
ューブ121 、122 、…それぞれからの流出冷媒が共通に
供給される部屋を構成するもので、このタンク部14を複
数のプレート151 、152 、…を積層して構成することに
よって第2の熱交換部が構成されるようにしている。そ
して、このタンク部14に対しては、入口パイプ16から冷
媒が供給され、出口パイプ17から熱交換された後の冷媒
が出力されるようにする。
【0013】この様に第2の熱交換部を構成するタンク
部14と熱交換本体11との間には、さらに絞りプレート18
が介在される。この絞りプレート18には、熱交換本体11
を構成する複数のチューブ121 、122 、…それぞれの冷
媒流入口および冷媒流出口にそれぞれ対応するようにし
て絞り穴191 、192 、…および201 、202 、…が開口形
成される。そして、タンク部14からの冷媒が絞り穴191
、192 、…をそれぞれ介して、チューブ121 、122 、
…それぞれの流入口に供給され、チューブ121 、122 、
…それぞれの流出口からの冷媒が、絞り穴201 、202 、
…それぞれを介してタンク部14に流入されるようにす
る。
【0014】すなわち、タンク部14のプレート151 、15
2 、…によって構成された第2の熱交換部により、入口
部の冷媒が二相流から単相流に近付けることができ、冷
媒の不均一な分配か無くなって、熱交換の性能向上を図
れるようになる。ここで、タンク部14を構成する複数の
プレート151 、152 、…は、その中の2枚を重ねること
によって細い通路が形成されるように波型に加工されて
いるものであり、この様なプレート151 、152 を複数枚
重ねることによって入口および出口の冷媒が交互に流れ
るようになり、熱交換が効果的に行われるようになって
いる。
【0015】図3はこの様に構成される蒸発器を用いた
冷凍サイクルの動作状態を説明するモリエル線図を示す
もので、圧縮機で圧縮された高圧の冷媒31は、凝縮機32
において放熱することによってガス冷媒から液冷媒に相
変化する。通常の冷凍サイクルにおいては、膨脹弁33に
おいて点34まで冷媒を膨脹させ、蒸発器35での熱交換を
行わせるようになるものであり、蒸発器の入口部分では
気液二相の状態となって蒸発器内で冷媒の分配不良が生
ずる。
【0016】膨脹弁33部における中絞り部においては、
冷媒温度が20〜30℃まで低下するもので、この温度
低下された冷媒は蒸発器上部の第2の熱交換部を構成す
るタンク部14に入り、蒸発器の出口部分の冷媒(0〜1
0℃)と熱交換する。したがって、入口冷媒はさらに冷
却されて二相流から単相流に近い状態となり、蒸発器を
構成する複数のチューブ121 、122 、…に対する冷媒分
布状況が改善されるようなる。
【0017】また、この熱交換装置においては、チュー
ブ121 、122 、…それぞれの出入口部分に対応して絞り
プレート18によって冷媒通路の絞りが形成されている。
すなわち、図3の36で熱交換された後絞り37が設定され
るようになり、この36および37で熱交換させることによ
って入口冷媒が液化され、各チューブ121 、122 、…に
対する均等分配が容易とされる。
【0018】この熱交換装置における第2の熱交換部を
構成するタンク部14では、冷媒は図3の35で示す状態に
あり、絞り38を介して出力されるようになるもので、熱
交換器出口部分の空気温度は均一とされる。この出口部
の冷媒は熱交換部で加熱されているものであるため、蒸
発器内部では二相流のままでよいものであり、したがっ
てドライアウトがなく、蒸発器出口部の温度分布が減少
される。
【0019】尚、実施例においては第2の熱交換部を複
数のプレート151 、152 、…によって構成したが、これ
は二重管式あるいはフィンを突出形成したチューブ等に
よって構成できるものであり、要するに出入口部の冷媒
の相互間で熱交換が可能とされる構成であればよい。ま
た、この第2の熱交換部は蒸発器に対して任意の個所に
取り付け形成できるものである。
【0020】
【発明の効果】以上のようにこの発明に係る熱交換装置
によれば、複数のチューブによって構成された積層型の
熱交換器本体部の各チューブに連通されるタンク部にお
いて第2の熱交換部が形成されるようになり、さらに前
記各チューブの熱交換流体の流入口および流出口とタン
ク部との間に、それぞれ絞り機構が形成されている。し
たがって、入口部分の熱交換流体は第2の熱交換部で冷
却されて単相流の状況となり、各チューブに対する流体
の分配が改良される。また出口部分の流体は加熱される
ようになり、蒸発器出口部分における温度分布が減少さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る熱交換装置の一部を
分解して示す図。
【図2】上記熱交換装置の正面図。
【図3】上記熱交換装置を用いた冷凍サイクルのモリエ
ル線図。
【符号の説明】
11…熱交換本体、121 、122 、…チューブ、131 、132
、…コルゲートフィン、14…タンク部、151 、152 、
…プレート、18…絞りプレート、191 、192、…、201
、202 、…絞り穴。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ熱交換流体が循環される複数の
    チューブが所定間隔で並列的に配置され、前記複数のチ
    ューブの相互間に熱交換部材を配置設定した熱交換本体
    部と、 この熱交換本体部の前記複数のチューブのそれぞれ熱交
    換流体の出入口にそれぞれ共通に連通するように配置さ
    れた前記熱交換流体のタンク機構部と、 このタンク機構部と前記複数のチューブそれぞれの出入
    口部それぞれに設けられた前記熱交換流体を通過させる
    絞り機構とを具備し、 前記タンク機構は、前記熱交換流体の入口部と出口部の
    相互間の熱交換を行なわせる第2の熱交換部を含み構成
    されるようにしたことを特徴とする熱交換装置。
JP30795591A 1991-11-22 1991-11-22 熱交換装置 Pending JPH05141811A (ja)

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