JPH109777A - 多管式熱交換器および空調装置 - Google Patents

多管式熱交換器および空調装置

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JPH109777A
JPH109777A JP18403996A JP18403996A JPH109777A JP H109777 A JPH109777 A JP H109777A JP 18403996 A JP18403996 A JP 18403996A JP 18403996 A JP18403996 A JP 18403996A JP H109777 A JPH109777 A JP H109777A
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heat exchanger
air conditioner
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air
tanks
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Tomonari Morita
知成 森田
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    • 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
    • F28D1/05316Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05341Assemblies 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

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  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一つの熱交換器に複数の熱交換器と同等の機
能をもたせ、熱交換器配設用スペースを縮小して空調装
置全体を大幅に小型化する。 【解決手段】 対向配置された一対のタンクと、両タン
ク間に延設され両タンクに連通する複数の細管とを有す
る多管式熱交換器において、該熱交換器内における熱交
換媒体の回路を少なくとも2つの独立した回路に区切
り、各回路に互いに異なる熱交換媒体を流通可能に構成
したことを特徴とする多管式熱交換器、およびそれを用
いた空調装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多管式熱交換器お
よびそれを用いた空調装置に関し、とくに車両用に用い
て好適な多管式熱交換器および空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の空調装置、とくに車両用空調装置
においては、通常通風ダクト内に、冷媒を流通させる冷
却器としての熱交換器(たとえば蒸発器)と、熱媒を流
通させる加熱器としての熱交換器(たとえばヒータコ
ア)とが、それぞれ配置されている。そして、要求され
る空調モード(冷房モード、暖房モード、エアミックス
モード等)に応じて、各熱交換器を通過させる空気の流
れを制御するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年車両用空調装置の
分野においては、エアバッグや各種電子機器の車両への
搭載等に伴い、益々小型化が要求されつつある。
【0004】ところが、前述のような従来の空調装置の
構造では、異なる熱交換媒体を流通させる熱交換器をそ
れぞれ配置する必要があるため、該熱交換器の占めるス
ペースが大きく、そのスペースの縮小にも限界があるた
め、空調装置全体を大幅に小型化するのは困難である。
【0005】本発明の課題は、このような現状に鑑み、
少なくとも2種の熱交換媒体を流通させる必要がある熱
交換器を備えた空調装置において、とくに熱交換器の回
路構造を改良することにより空調装置全体の大幅な小型
化が可能な、多管式熱交換器およびそれを用いた空調装
置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の多管式熱交換器は、対向配置された一対の
タンクと、両タンク間に延設され両タンクに連通する複
数の細管とを有する多管式熱交換器において、該熱交換
器内における熱交換媒体の回路を少なくとも2つの独立
した回路に区切り、各回路に互いに異なる熱交換媒体を
流通可能に構成したことを特徴とするものからなる。
【0007】上記少なくとも2つの独立した回路は、熱
交換器の空気通過方向に対して、前後や左右、あるいは
上下に配置することができる。
【0008】そして、上記少なくとも2つの独立した回
路のうち、一方の回路にはたとえば冷媒が流通され、他
方の回路にはたとえば熱媒が流通される。
【0009】本発明に係る空調装置は、上記のような多
管式熱交換器を通風ダクト内に備え、該熱交換器本体に
おける空気流を制御可能なダンパ手段を、前記少なくと
も2つの独立した回路間や、多管式熱交換器の空気流出
側に設けたものからなる。
【0010】このような多管式熱交換器および空調装置
においては、一つの多管式熱交換器内に少なくも2つの
独立した熱交換媒体の回路が形成され、各回路に互いに
異なる熱交換媒体、たとえば冷媒と熱媒が流通されるの
で、一つの熱交換器でありながら、同時に冷暖房の両機
能を有するものとすることができる。そして、空気流
を、ダンパ手段の制御によって、冷媒が流通される回路
を通過させることにより冷房モードとされ、熱媒が流通
される回路を通過させることにより暖房モードとされ、
両回路を通過させることによりエアミックスモードとさ
れる。
【0011】このように一つの熱交換器でありながら、
所望の空調モードを全て実現できる。そして、設置すべ
き熱交換器が実質的に一つになるので、熱交換器の占有
スペースが大幅に縮小され、通風ダクト、ひいては空調
装置全体が大幅に小型化される。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図1ないし図4は、
本発明の第1実施態様に係る多管式熱交換器およびそれ
を用いた空調装置を示している。図1において、1は多
管式熱交換器全体を示しており、該熱交換器1は、互い
に対向配置され、上下に一対配置されたタンク2、3
と、両タンク2、3間に延設され両タンク2、3に連通
する多数の細管4とを有している。この多管式熱交換器
1内における熱交換媒体用回路が、2つの独立した回路
5、6に区切られ、各回路5、6には、互いに異なる熱
交換媒体、本実施態様では冷媒7と熱媒(たとえば温
水)8とが流通される。
【0013】すなわち、上部タンク2が、仕切り9によ
って、通過空気流10の方向に対して前後にタンク室2
a、2bに区画され、下部タンク3が、仕切り11によ
って、前後にタンク室3a、3bに区画されている。
【0014】本実施態様では、タンク室2a内には、該
タンク室2aを左右に区画する仕切り壁12と、前後に
区画する仕切り壁13が設けられており、仕切り壁13
の片側半分には区画した室同士を連通させる連通孔14
が設けられている。また、タンク室3a内には、該タン
ク室3aを前後に区画する仕切り壁15が設けられてい
る。
【0015】同様に、タンク室2b内には、該タンク室
2bを左右に区画する仕切壁16と、前後に区画する仕
切壁17が設けられており、仕切壁17の片側半分には
区画した室同士を連通させる連通孔18が設けられてい
る。また、タンク室3b内には、該タンク室3bを前後
に区画する仕切壁19が設けられている。
【0016】このように区画された多管式熱交換器1に
おいては、入口パイプ20から流入された冷媒7は、室
31から細管4を通して室32へ送られ、室32から細
管4を通して室33へ送られる。そこから連通孔14を
通して室34へ送られ、室34から細管4を通して室3
5へ送られる。室35から細管4を通して室36へ送ら
れた後、出口パイプ21を通して流出される。
【0017】入口パイプ22から流入された熱媒8は、
室37から細管4を通して室38へ送られ、室38から
細管4を通して室39へ送られる。そこから連通孔18
を通して室40へ送られ、室40から細管4を通して室
41へ送られる。室41から細管4を通して室42へ送
られた後、出口パイプ23を通して流出される。
【0018】すなわち、多管式熱交換器1内において、
冷媒7の回路5および熱媒8の回路6は、図2に示すよ
うに形成される。冷媒7の回路5と熱媒8の回路6とは
互いに独立の回路となっており、該独立した回路5、6
に、互いに異なる熱交換媒体7、8が流通されるように
なっている。
【0019】なお、図1において、24、25は側板、
26は、細管4を長手方向中央部で支える支持板を、そ
れぞれ示している。
【0020】このように構成された多管式熱交換器1
が、図3および図4に示すように、通風ダクト51内
に、たとえば冷媒流通回路5が通過空気流10に対して
上流側に、熱媒流通回路6が下流側に位置するように
(つまり、通過空気流10に対して前後に直列に位置す
るように)配置される。
【0021】そして本実施態様では、前後の回路5、6
間に、より詳しくは前後の回路5、6の細管4群間のス
ペースに、熱交換器本体内における空気流を制御可能な
ダンパ手段としてスライド式ダンパ52が設けられてい
る。
【0022】このように構成された空調装置53におい
ては、各空調モードは次のように制御される。図3に示
すように、スライド式ダンパ52を全開とし、冷媒7の
みを回路5に流通させ、熱媒8の流通を停止すると、冷
房モードとなる。冷媒7の流量を、図示を省略した流量
調整手段(たとえば、電磁弁、流量調整弁等)によって
調整することにより、冷房温度が調整される。
【0023】同様にスライド式ダンパ52を全開にした
状態で、熱媒8のみを回路6に流通させ、冷媒7の流通
を停止すると、暖房モードとなる。熱媒8の流量を、図
示を省略した流量調整手段によって調整することによ
り、暖房温度が調整される。
【0024】冷媒7、熱媒8の両方を流通させると、エ
アミックスや除湿冷房、除湿暖房のモードとなり、冷媒
7や熱媒8の流量を調整するこにより空気温度が調整さ
れる。
【0025】また、図4に示すように、スライド式ダン
パ52の開度を調整すれば、回路5の前面の全面から流
入した空気の流れを、回路5内で変更して(絞って)、
流量を調整した状態で回路6を通過させることができ
る。つまり、熱交換用空気量を、自由にコントロールで
きる。このタンパ開度調整状態にあっても、前述した冷
房、暖房、エアミックス等の全ての調整モードに制御で
きる。
【0026】このような多管式熱交換器1および空調装
置53においては、一つの多管式熱交換器1でありなが
ら、従来の複数の熱交換器を設けた場合と同等の空調制
御が可能である。一つの熱交換器の配設でよいから、熱
交換器配設用スペースが縮小でき、通風ダクト51のと
くに長さが大幅に短縮され、空調装置53全体の大幅な
小型化が可能となる。
【0027】図5ないし図9は、本発明の第2実施態様
に係る多管式熱交換器および空調装置を示している。本
実施態様においては、少なくとも2つに区切られる熱交
換媒体用回路が、熱交換器の通過空気流の方向に対して
並列に形成される。並列の配置は、左右、上下のいずれ
であってもよい。
【0028】図5に示すように、多管式熱交換器61
は、対向配置された一対のタンク62、63と、その間
に延設された多数の細管64、側板65、66、細管6
4用の支持板67を有している。タンク62、63は、
それぞれ、仕切り68、69によって左右に区画され、
互いに独立した熱交換媒体用回路70、71が形成され
ている。仕切り68によって区画されたタンク室62
a、62bのうち、タンク室62aは、仕切壁72によ
ってさらに室81、82に区画され、タンク室62bは
仕切壁73によってさらに室83、84に区画されてい
る。
【0029】入口パイプ74から流入された冷媒75
は、室81から細管64を通して室85に送られ、室8
5から細管64を通して室82に送られた後、出口パイ
プ76から流出される。入口パイプ77から流入された
熱媒78は、室83から細管64を通して室86に送ら
れ、室86から細管64を通して室84に送られた後、
出口パイプ79から流出される。したがって、図6に示
すような、互いに独立した冷媒用回路70および熱媒用
回路71が形成される。
【0030】このように構成された多管式熱交換器61
が、図7ないし図9に示すように、通風ダクト91内
に、回路70、71が通過空気流92に対して左右に、
あるいは上下に並列に位置するように配置される。そし
て本実施態様では、多管式熱交換器61の空気流出側
に、スライド式ダンパ93が設けられることにより、目
標とする空調装置94に構成されている。なお、スライ
ド式ダンパ93は、各回路70、71を出口側において
開閉する回動式のダンパとすることも可能である。
【0031】このように構成された空調装置94におい
ては、各空調モードは次のように制御される。図7に示
すように、ダンパ93の位置を回路71の出口側を閉じ
る位置に調整すると、通過空気流92は回路70部分を
直進して通過し、冷房モードとなる。
【0032】図8に示すように、ダンパ93の位置を回
路70の出口側を閉じる位置に調整すると、通過空気流
92は、熱交換器本体内で風向を変向され、回路70部
分を通過した後回路71部分を通過し、該回路71部分
から流出する。このとき、回路71に熱媒を流通させ、
回路70への冷媒の流通を停止すると、暖房モードとな
る。両回路70、71の各々熱交換媒体を流通させる
と、除湿冷房や除湿暖房モードとでき、各熱交換媒体の
流量を制御することにより、温度調整できる。
【0033】また、図9に示すように、ダンパ93を回
路70と回路71の中間に位置させると、通過空気流9
2は熱交換器本体内で分流して、両回路70、71部分
のそれぞれから流出する。したがって、エアミックスモ
ードとできる。
【0034】この図9に示したモードにおいて、とくに
回路70を上部側に、回路71を下部側に配置すると、
通風ダクト91内の上部側に回路70で冷却された空気
を、通風ダクト91内の下部側には回路71で加熱され
た空気を流すことが可能となる。したがって、このよう
に上下に温度差をもたせた空気流に対応して、車室内へ
の吹出口を配設しておくことにより、いわゆるバイレベ
ルの空調状態、たとえば「頭寒足熱」の空調状態を容易
に作り出すことができる。
【0035】なお、上記各実施態様においては、多管式
熱交換器を2つの独立回路に区切る場合のみについて説
明したが、本発明においては、3つ以上の回路に区切る
ことも可能である。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の多管式熱
交換器および空調装置によれば、一つの多管式熱交換器
内に少なくとも2つの互いに独立した熱交換媒体用回路
を形成するようにしたので、一つの多管式熱交換器であ
りながら複数の熱交換器を配設したと同等の機能を発揮
させることが可能となり、熱交換器配設用のスペースを
大幅に縮小して、空調装置全体を大幅に小型化すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施態様に係る多管式熱交換器の
斜視図である。
【図2】図1の熱交換器の熱交換媒体用回路の概略構成
図である。
【図3】図1の熱交換器を用いた空調装置の概略構成図
である。
【図4】図3とは異なる空調モードを示す空調装置の概
略構成図である。
【図5】本発明の第2実施態様に係る多管式熱交換器の
斜視図である。
【図6】図5の熱交換器の熱交換媒体用回路の概略構成
図である。
【図7】図5の熱交換器を用いた空調装置の概略構成図
である。
【図8】図7とは異なる空調モードを示す空調装置の概
略構成図である。
【図9】図7、図8とは異なる空調モードを示す空調装
置の概略構成図である。
【符号の説明】
1、61 多管式熱交換器 2a、2b、3a、3b、62a、62b タンク室 2、3、62、63 タンク 4、64 細管 5、6、70、71 熱交換媒体用回路 7、75 冷媒 8、78 熱媒 9、11、68、69 仕切り 10、92 通過空気流 12、13、15、16、17、19、72、73 仕
切壁 14、18 連通孔 20、22、74、77 入口パイプ 21、23、76、79 出口パイプ 24、25、65、66 側板 26、67 支持板 31、32、33、34、35、36、37、38、3
9、40、41、42、81、82、83、84、8
5、86 室 51 91 通風ダクト 52、93 スライド式ダンパ 53、94 空調装置

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向配置された一対のタンクと、両タン
    ク間に延設され両タンクに連通する複数の細管とを有す
    る多管式熱交換器において、該熱交換器内における熱交
    換媒体の回路を少なくとも2つの独立した回路に区切
    り、各回路に互いに異なる熱交換媒体を流通可能に構成
    したことを特徴とする多管式熱交換器。
  2. 【請求項2】 前記少なくとも2つの独立した回路が、
    熱交換器の空気の通過方向に対して前後に配置されてい
    る、請求項1の多管式熱交換器。
  3. 【請求項3】 前記少なくとも2つの独立した回路が、
    熱交換器の空気の通過方向に対して左右に配置されてい
    る、請求項1の多管式熱交換器。
  4. 【請求項4】 前記少なくとも2つの独立した回路が、
    熱交換器の空気の通過方向に対して上下に配置されてい
    る、請求項1の多管式熱交換器。
  5. 【請求項5】 前記少なくとも2つの独立した回路の一
    方に冷媒が流通され、他方に熱媒が流通される、請求項
    1ないし4のいずれかに記載の多管式熱交換器。
  6. 【請求項6】 通風ダクト内に、請求項1ないし5のい
    ずれかに記載の多管式熱交換器と、該熱交換器本体内に
    おける空気流を制御可能なダンパ手段とを有することを
    特徴とする空調装置。
  7. 【請求項7】 前記ダンパ手段が、前記少なくとも2つ
    の独立した回路間に設けられたスライド式ダンパからな
    る、請求項6の空調装置。
  8. 【請求項8】 前記ダンパ手段が、多管式熱交換器の空
    気流出側の設けられたダンパからなる、請求項6の空調
    装置。
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