JPH1114281A

JPH1114281A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH1114281A
Application number: JP18309397A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Chiba; 朋広千葉
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1997-06-23
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】組付け作業効率の低下、通気抵抗の増大等の
弊害を防止しつつ、熱交換器の表面の温度分布を低減
し、熱交換性能を向上できる熱交換器を提供する。【解決手段】入口タンクと、該入口タンクに連通、接
続された複数のチューブを有し、前記入口タンクに気液
二相の冷媒を導入する熱交換器において、前記複数のチ
ューブのうち、入口タンクの冷媒導入側に位置するチュ
ーブの流路抵抗を、冷媒反導入側に位置するチューブの
流路抵抗よりも小さくしたことを特徴とする熱交換器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば車両用空
調装置に用いられる冷媒を使用する蒸発器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、たとえば車両用空調装置等に
用いられる熱交換器としては図２２に示すようなものが
知られている。図２２において、熱交換器１００は、内
部に流体通路が形成された複数のチューブ１０２と、各
チューブ１０２間に配設されたフィン１０３とを有して
いる。複数のチューブ１０２により、流体の分配を司る
入口タンク１０４と流体の集合を司る出口タンク１０５
が互いに連通されるようになっている。

【０００３】熱交換器１００には、膨張弁１０６が連結
されており、外部から導入された冷媒は、該膨張弁１０
６により減圧、膨張され、入口タンク１０４内において
各チューブ１０２へ分配され、該チューブ１０２を通過
し出口タンク１０５内に集合された後、膨張弁１０６を
介して外部へと排出される。上記冷媒の流れを図２３に
示す。そして、熱交換器１００内部を循環する冷媒と熱
交換器１００内を通過する熱交換用空気との間で熱交換
が行われるようになっている。

【０００４】ところで、膨張弁１０６により減圧された
冷媒は、気液混合状態、つまり気液二相の冷媒になって
いる。このため、気相、液相の慣性力に起因して、入口
タンク１０４の冷媒導入側に連通するチューブ１０２に
はガス冷媒が、冷媒反導入側に連通するチューブ１０２
には液冷媒がそれぞれ多く流入するおそれがあり、結果
的に各チューブ１０２間に温度分布が生じ熱交換性能が
低下するおそれがある。

【０００５】上記のような問題を解消すべく、たとえば
特開平７−１０３６１０号公報のような提案もなされて
いる。該提案においては、膨張弁で減圧された冷媒を気
液分離手段により気液分離し、該分離されたガス冷媒と
液冷媒とを各チューブに連通されるガス冷媒用タンク、
液冷媒用タンクを介して各チューブに対して均等に分配
することにより、各チューブ間における温度の均一化を
達成し、熱交換器表面の温度分布を低減することによ
り、熱交換性能が向上されるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案においては、各チューブを積層し、該積層体中に該積
層体と一体的にガス冷媒用タンクと液冷媒用タンクが構
成されているため、熱交換器の内部構造が複雑化するお
それがある。また、チューブを２枚のプレス成形された
プレートを互いに接合したものから構成しようとする
と、左右非対称形状のプレートを接合しなければならな
くなり、組付け作業効率が低下するおそれもある。

【０００７】また、上記提案の一態様においては、ガス
冷媒用タンク、液冷媒用タンクをチューブ長手方向の両
端に設ける構成が採られているが、該構成においては、
通気領域の減少や通気抵抗の増大を招くおそれがある。

【０００８】本発明の課題は、組付け作業効率の低下、
通気抵抗の増大、伝熱面積の減少等の弊害を招くことな
く、熱交換器の表面の温度分布を低減し、熱交換性能を
向上することのできる熱交換器を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の熱交換器は、入口タンクと、該入口タンク
に連通、接続された複数のチューブを有し、前記入口タ
ンクに気液二相の冷媒を導入する熱交換器において、前
記複数のチューブのうち、入口タンクの冷媒導入側に位
置するチューブの流路抵抗を、冷媒反導入側に位置する
チューブの流路抵抗よりも小さくしたことを特徴とする
ものからなる。

【００１０】また、上記課題を解決するための、もう一
つの本発明の熱交換器は、入口タンクと、該入口タンク
に連通、接続された複数のチューブを有し、前記入口タ
ンクに気液二相の冷媒を導入する熱交換器において、前
記入口タンク内に、該入口タンク内を冷媒導入側と冷媒
反導入側との少なくとも２つの室に区画するとともに両
室の連通を許容する区画板を設け、該区画板の連通許容
部を入口タンクの横断面方向下部に形成するとともに、
前記冷媒導入側の室に連通するチューブの流路抵抗を、
冷媒反導入側の室に連通するチューブの流路抵抗よりも
小さくしたことを特徴とするものからなる。

【００１１】また、上記課題を解決するための、もう一
つ別の本発明の熱交換器は、入口タンクと、該入口タン
クに連通、接続された複数のチューブと、気液二相の冷
媒を実質的にガス冷媒と液冷媒とに分離して前記入口タ
ンクへと導入する気液分離部とを有する熱交換器におい
て、前記入口タンク内部をガス用タンク部と液用タンク
部とに分割し、前記気液分離部におけるガス用流路と液
用流路を、それぞれガス用タンク部と液用タンク部とに
連通するとともに、前記ガス用タンク部に連通するガス
用チューブの流路抵抗を、前記液用タンク部に連通する
液用チューブの流路抵抗よりも小さくしたことを特徴と
するものからなる。

【００１２】上記流路抵抗の小さいチューブの数は、流
路抵抗の大きいチューブの数よりも少ないことが好まし
い。より好ましくは、流路抵抗の小さいチューブの数は
全チューブ数の１０〜３０％の範囲である。

【００１３】上記チューブに流路抵抗の差を付与する方
法はとくに限定されるものではないが、たとえばチュー
ブの流路断面積に差をもたせることにより付与すること
ができる。また、チューブ内に形成する小流路の形成構
造によって流路抵抗に差を付与することも可能である。

【００１４】請求項１に係る本発明の熱交換器において
は、入口タンクの冷媒導入側に位置するチューブ（以
下、単にガス用チューブと言うこともある。）の流路抵
抗は、入口タンクの冷媒反導入側に位置するチューブ
（以下、単に液用チューブと言うこともある。）の流路
抵抗よりも小さくなっている。したがって、比重が軽く
入口タンクの冷媒導入側に集中し易いガス冷媒は、入口
タンクの冷媒導入側に位置するガス用チューブ内へ優先
的に流入する。この際ガス用チューブ内においては、ガ
ス冷媒に含まれるミスト状の液冷媒が蒸発し、熱交換器
を通過する熱交換用空気との間で熱交換が行われる。一
方、ガス冷媒よりも比重が重く入口タンクの冷媒反導入
側に集中し易い液冷媒は主として液用チューブ内へと流
入するが、気液二相の冷媒中のガス冷媒は主として冷媒
導入側のガス用チューブ内へ流入しているので液用チュ
ーブ内へと流入する液冷媒の乾き度はきわめて小さくな
る。したがって、液冷媒は各液用チューブへ均等に分配
される。つまり、分離されたガス冷媒、液冷媒をそれぞ
れ別々のガス用チューブ、液用チューブを通過させ、ガ
ス冷媒を熱交換に有効利用しつつ、気液二相の冷媒中に
占める割合の大きな液冷媒が各液用チューブに対し均等
に分配される結果、各液用チューブ間における均温化が
図られるので、熱交換器の表面の温度分布が小さくな
り、効率的な熱交換を実現できる。

【００１５】また、請求項２に係る本発明の熱交換器に
おいては、熱交換器内部に導入された気液二相冷媒は、
入口タンクの冷媒導入側の室内において、実質的にガス
冷媒と液冷媒とに分離される。そして、比重の軽いガス
冷媒は、冷媒導入側の室に連通される流路抵抗の小さい
ガス用チューブ内へ優先的に導入される。一方、ガス冷
媒よりも比重の重い液冷媒は、区画板の、入口タンクの
横断方向下部に形成された連通許容部を介して冷媒反導
入側の室内へ送られ、該反導入側の室に連通される液用
チューブ内へ導入される。この際、ガス用チューブ内に
おいては、ガス冷媒に含まれるミスト状の液冷媒が蒸発
し、熱交換器を通過する熱交換用空気との間で熱交換が
行われる。一方、実質的に気液分離され、反導入側の室
内へ流入する液冷媒は、その乾き度がきわめて小さくな
っているので、各液用チューブへ均等に分配されること
になる。したがって、ガス冷媒の有効利用を図りつつ、
各液用チューブ間における均温化が図られるので、熱交
換器の表面の温度分布が小さくなり、効率的な熱交換を
実現できる。

【００１６】また、請求項３に係る本発明の熱交換器に
おいては、気液二相の冷媒は気液分離部で実質的にガス
冷媒と液冷媒とに分離され、ガス冷媒はガス用流路を介
してガス用タンク部内へと流入し、液冷媒は液用流路を
介して液用タンク部内へと流入する。そして、ガス用タ
ンク部内へ流入したガス冷媒は、該ガス用タンク部に連
通する流路抵抗の小さいガス用チューブ内へ容易に、か
つ効率よく導入される。この際、ガス用チューブ内にお
いては、ガス冷媒に含まれるミスト状の液冷媒が蒸発
し、熱交換器を通過する熱交換用空気との間で熱交換が
行われる。一方、気液分離部を介して液用タンク部内へ
流入する液冷媒は、その乾き度がきわめて小さくなって
いるので、各液用チューブへ均等に分配されることにな
る。したがって、ガス冷媒の有効利用を図りつつ、各液
用チューブ間における均温化が図られるので、熱交換器
の表面の温度分布が小さくなり、効率的な熱交換を実現
できる。

【００１７】また、熱交換器内部へ導入される気液二相
の冷媒中においては、液冷媒よりもガス冷媒の割合が少
なくなっているので、ガス用チューブの数を液用チュー
ブの数より少なく設定すれば、本発明の目的をより効果
的に達成することができる。ガス用チューブの数は、全
チューブ数の１０〜３０％の範囲に設定することが望ま
しい。

【００１８】ガス用チューブと液用チューブの流路抵抗
に差を付与するには、たとえば両者の流路断面積に差を
もたせればよい。より具体的には、たとえば内部にエン
ボスを有するチューブであれば、エンボスの高さ、ある
いはエンボスの径方向の大きさ、エンボスの数に差をも
たせればよい。

【００１９】また、ガス用チューブと液用チューブの流
路抵抗の差はチューブ内に形成する小流路の形成構造に
よって付与することもできる。たとえば、ガス用チュー
ブの小流路を直線状流路に形成し、液用チューブの小流
路を蛇行流路に形成すればよい。また、内部にエンボス
を形成するチューブについて言えば、エンボスの配列や
数に差をもたせれば容易に小流路の形成構造を変更する
ことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態について図面を参照して説明する。図１ないし図５
は、本発明の第１実施態様に係る熱交換器１を示してい
る。図において、熱交換器１は、内部に流体通路が形成
された複数のチューブ２と、各チューブ２間に配設され
たフィン３とを有している。複数のチューブ２により、
流体の分配を司る入口タンク４と流体の集合を司る出口
タンク５が互いに連通されるようになっている。

【００２１】チューブ２とフィン３とが交互に積層され
て形成されるコア部７の積層方向の両端にはサイドプレ
ート８、９が設けられている。

【００２２】コア部７のサイドプレート８側には、熱交
換器１内部へ冷媒を導入、導出する偏平タンク１０が設
けられている。偏平タンク１０内部は、膨張弁６により
減圧された気液二相の冷媒が導入される入口流路１１と
冷媒を外部へと導出するための出口流路１２とに分割さ
れている。入口流路１１、出口流路１２には、入口パイ
プ１３、出口パイプ１４が連通されており、該パイプ１
３、１４に膨張弁６が連結されている。

【００２３】外部から導入された冷媒は、膨張弁６によ
り減圧、膨張され、入口タンク４内において各チューブ
２へ分配され、該チューブ２を通過し出口タンク５内に
集合された後、膨張弁６を介して外部へと排出される。
上記冷媒の流れを図５に示す。そして、熱交換器１内部
を循環する冷媒と熱交換器１内を通過する熱交換用空気
との間で熱交換が行われるようになっている。

【００２４】タンク４、５に連通するチューブ２は、入
口タンク４の冷媒導入側（タンク５の冷媒導出側）に接
続されるガス用チューブ２１と、入口タンク４の冷媒反
導入側（タンク５の冷媒反導出側）に接続される液用チ
ューブ２２とから構成されている。チューブ２は、図３
に示すように板状部材をプレス成形したものを互いに接
合することにより形成されており、チューブ２１（２
２）は、エンボス３０（３１）が形成された成形プレー
ト２３（２４）を互いに貼り合わせたものとして形成さ
れている。

【００２５】ガス用チューブ２１の流路抵抗は、液用チ
ューブ２２の流路抵抗よりも小さく設定されており、本
実施態様においては、チューブ２１、２２の流路断面積
に差をもたせることにより流路抵抗の差が付与されてい
る。より具体的には、図４に示すようにガス用チューブ
２１内のエンボス３０の高さを、液用チューブ２２内の
エンボス３１の高さよりも高くすることにより、チュー
ブ２１、２２の流路断面積に差をもたせている。なお、
本実施態様においては、１５本のチューブ２のうちの２
本（全チューブ数の約１３％）がガス用チューブ２１と
して構成されている。

【００２６】本実施態様においては、入口タンク４の冷
媒導入側に位置するガス用チューブ２１の流路抵抗は、
冷媒反導入側に位置する液用チューブ２２の流路抵抗よ
りも小さくなっているので、入口タンク４内に流入した
気液二相の冷媒中で比重が軽く冷媒導入側に集中し易い
ガス冷媒は、優先的に流路抵抗の小さいガス用チューブ
２１内へ流入する。ガス用チューブ２１内に流入したガ
ス冷媒に含まれるミスト状の液冷媒は、該ガス用チュー
ブ２１内で蒸発し、熱交換器１を通過する熱交換用空気
との間で熱交換が行われる。

【００２７】一方、ガス冷媒よりも比重が重い液冷媒は
入口タンク４の冷媒反導入側に集中し主として液用チュ
ーブ２２内へと流入するが、ガス冷媒はほとんど冷媒導
入側のガス用チューブ２１内へと流入しているので、液
冷媒の乾き度はきわめて小さくなっている。このため、
該液冷媒を各液用チューブ２２内へ均等に分配すること
ができ、各液用チューブ２２内を流通する液冷媒量が均
一化され、各チューブ２２の温度分布が小さくなる。す
なわち、気液二相の冷媒中においては、液冷媒の割合が
ガス冷媒に比べて圧倒的に多いので、液冷媒を均等に分
配し各液用チューブ２２の均温化を図ることにより、熱
交換器１の表面の温度分布が小さくなり、効率的な熱交
換が達成される。

【００２８】したがって、ガス用チューブ２１の数を液
用チューブ２２の数より少なくすれば、本発明の目的を
より効果的に達成できるが、ガス用チューブ２２の数は
全チューブ数の１０〜３０％の範囲に設定されることが
好ましい。

【００２９】図６は、本発明の第２実施態様に係る熱交
換器を示している。本実施態様においても、ガス用チュ
ーブ２１の流路抵抗は、液用チューブ２２の流路抵抗よ
りも小さくなっており、該流路抵抗の差は、上記第１実
施態様と同様に両チューブ２１、２２の流路断面積に差
をもたせることにより付与されている。具体的には、本
実施態様においては、図７、図８に示すようにガス用チ
ューブ２１内のエンボス３０の径方向の寸法を液用チュ
ーブ２２内のエンボス３１よりも小さくすることにより
チューブ２１、２２の流路断面積に差をもたせ、上記流
路抵抗の差が付与されている（図９）。

【００３０】本実施態様においても、入口タンク４の冷
媒導入側のガス用チューブ２１の流路抵抗を、冷媒反導
入側の液用チューブ２２の流路抵抗よりも小さくするこ
とができるので、ガス用チューブ２１内へガス冷媒を優
先的に、かつ効率よく流入させつつ、液冷媒を液用チュ
ーブ２２内へ均等に分配することができる。したがっ
て、熱交換器の効率的な熱交換を達成できる。

【００３１】図１０は、本発明の第３実施態様に係る熱
交換器を示している。本実施態様においても、ガス用チ
ューブ２１の流路抵抗は、液用チューブ２２の流路抵抗
よりも小さくなっているが、本実施態様においては、チ
ューブ２１、２２内に形成する小流路の形成構造によっ
て流路抵抗の差を付与している。本実施態様において
は、図１１ないし図１３に示すようにガス用チューブ２
１は、内部に複数の直線状の小流路２８が形成された２
つの部材２５の一端を連結部材２６で連結し、他端にパ
イプ２７を設け両部材２５内の小流路２８同士を連通し
たものから構成されている。なお、部材２５は、たとえ
ば押し出し成形等により簡単に製造することができる。

【００３２】一方、液用チューブ２２は、板状部材をプ
レス成形したものを互いに接合することにより形成され
ている。本実施態様においては、エンボス３２が形成さ
れた成形プレート３３を互いに貼り合わせたものとして
形成されており、エンボス３２により内部には蛇行する
小流路３４が形成されている。

【００３３】したがって、チューブ２１、２２の小流路
２８、３４の形成構造によって、両チューブ２１、２２
に上記のような流路抵抗の差が付与されている。

【００３４】本実施態様においても、入口タンク４の冷
媒導入側のガス用チューブ２１の流路抵抗を、冷媒反導
入側の液用チューブ２２の流路抵抗よりも小さくするこ
とができるので、ガス用チューブ２１内へガス冷媒を優
先的にかつ効率的に流入させつつ、液冷媒を液用チュー
ブ２２内へ均等に分配することができる。したがって、
熱交換器の効率的な熱交換を達成できる。

【００３５】なお、本実施態様においてはガス用チュー
ブ２１は、内部にエンボスが形成された成形プレートを
互いに接合したものとして形成することも可能である。
この場合は、チューブ２１内のエンボスの配列および／
または数を変更すれば、両チューブ２１、２２に上記の
ような流路抵抗の差を付与することができる。

【００３６】図１４は、本発明の第４実施態様に係る熱
交換器を示している。本実施態様においては、入口タン
ク４内部には、区画板１５が設けられている。該区画板
１５により、入口タンク４内は、冷媒導入側の室１６と
冷媒反導入側の室１７とに区画されている。また、該区
画板１５には、室１６と室１７との連通を許容する連通
許容部１８が設けられている。本実施態様においては、
円形の一部を弦部とした形状の区画板１５の弦部と入口
タンク４の内壁との隙間によって連通許容部１８が形成
されている。この連通許容部１８は、上下方向にみて、
入口タンク４の横断面方向下部に形成されている。

【００３７】冷媒導入側の室１６、冷媒反導入側の室１
７は、それぞれ対応するガス用チューブ２１、液用チュ
ーブ２２により出口タンク５と連通されている。チュー
ブ２は、ガス用チューブ２１と液用チューブ２２とから
構成されている。

【００３８】タンク４、５に連通するチューブ２は、入
口タンク４の冷媒導入側の室１６に接続されるガス用チ
ューブ２１と、入口タンク４の冷媒反導入側の室１７に
接続される液用チューブ２２とから構成されている。チ
ューブ２は、図３に示すように板状部材をプレス成形し
たものを互いに接合することにより形成されており、チ
ューブ２１（２２）は、エンボス３０（３１）が形成さ
れた成形プレート２３（２４）を互いに貼り合わせたも
のとして形成されている。

【００３９】ガス用チューブ２１の流路抵抗は、液用チ
ューブ２２の流路抵抗よりも小さく設定されており、本
実施態様においては、チューブ２１、２２の流路断面積
に差をもたせることにより流路抵抗の差が付与されてい
る。より具体的には、図４に示すようにガス用チューブ
２１内のエンボス３０の高さを、液用チューブ２２内の
エンボス３１の高さよりも高くすることにより、チュー
ブ２１、２２の流路断面積に差をもたせている。なお、
本実施態様においては、１５本のチューブ２のうちの２
本（全チューブ数の約１３％）がガス用チューブ２１と
して構成されている。

【００４０】本実施態様に係る熱交換器においては、気
液二相の冷媒が入口タンク４の室１６内に導入される
と、気相、液相の密度の相違により密度の小さいガス冷
媒は上昇し、密度の大きい液冷媒は、室１６すなわちタ
ンク４の下部へ流下し、気液二相の冷媒が実質的にガス
冷媒と液冷媒とに分離される。本実施態様においては、
区画板１５の、入口タンク４の横断面方向下部には連通
許容部１８が設けられているので、分離された液冷媒は
比重の差により下部側に集まり、連通許容部１８を介し
て室１７内へ流入する。

【００４１】室１６内において分離されたガス冷媒は、
比重の差により上部側に集まり、ガス用チューブ２１内
を通り出口パイプ５内に流入するが、チューブ２１の流
路抵抗は、チューブ２２の流路抵抗よりも小さく設定さ
れているので分離されたガス冷媒は優先的に、かつ効率
よくチューブ２１内へと流入する。なお、上記分離され
たガス冷媒中にはミスト状の液冷媒が含有されているの
で、ガス用チューブ２１内においてミスト状の液冷媒が
蒸発し、熱交換器１内を通過する熱交換用空気との間に
おいて熱交換が行われる。

【００４２】一方、室１７へ流入される液冷媒は、上記
の如く室１６においてガス冷媒と実質的に分離されてい
るので、その乾き度はきわめて小さい。このため、該液
冷媒を各液用チューブ２２内へ均等に分配することがで
き、各液用チューブ２２内を流通する液冷媒量が均一化
され、各チューブ２２の温度分布が小さくなる。上記冷
媒の流れを図１５に示す。すなわち、気液二相の冷媒中
においては、液冷媒の割合がガス冷媒に比べて圧倒的に
多いので、液冷媒を均等に分配し各液用チューブ２２の
均温化を図ることにより、熱交換器１の表面の温度分布
が小さくなり、効率的な熱交換が達成される。

【００４３】したがって、ガス用チューブ２１の数を液
用チューブ２２の数より少なくすれば、本発明の目的を
より効果的に達成できるが、ガス用チューブ２２の数は
全チューブ数の１０〜３０％の範囲に設定されることが
好ましい。

【００４４】図１６は、本発明の第５実施態様に係る熱
交換器を示している。本実施態様においても、ガス用チ
ューブ２１の流路抵抗は、液用チューブ２２の流路抵抗
よりも小さくなっており、該流路抵抗の差は、上記第４
実施態様と同様に両チューブ２１、２２の流路断面積に
差をもたせることにより付与されている。具体的には、
本実施態様においては、図７、図８に示すようにガス用
チューブ２１内のエンボス３０の径方向の寸法を液用チ
ューブ２２内のエンボス３１よりも小さくすることによ
りチューブ２１、２２の流路断面積に差をもたせ、上記
流路抵抗の差が付与されている（図９）。

【００４５】本実施態様においても、入口タンク４の冷
媒導入側の室１６に連通するガス用チューブ２１の流路
抵抗を、冷媒反導入側の室１７に連通する液用チューブ
２２の流路抵抗よりも小さくすることができるので、ガ
ス用チューブ２１内へガス冷媒を優先的に、かつ効率よ
く流入させつつ、液冷媒を液用チューブ２２内へ均等に
分配することができる。したがって、熱交換器の効率的
な熱交換を達成できる。

【００４６】図１７は、本発明の第６実施態様に係る熱
交換器を示している。本実施態様においても、ガス用チ
ューブ２１の流路抵抗は、液用チューブ２２の流路抵抗
よりも小さくなっているが、本実施態様においては、チ
ューブ２１、２２内に形成する小流路の形成構造によっ
て流路抵抗の差を付与している。本実施態様において
は、図１１ないし図１３に示すようにガス用チューブ２
１は、内部に複数の直線状の小流路２８が形成された２
つの部材２５の一端を連結部材２６で連結し、他端にパ
イプ２７を設け両部材２５内の小流路２８同士を連通し
たものから構成されている。なお、部材２５は、たとえ
ば押し出し成形等により簡単に製造することができる。

【００４７】一方、液用チューブ２２は、板状部材をプ
レス成形したものを互いに接合することにより形成され
ている。本実施態様においては、エンボス３２が形成さ
れた成形プレート３３を互いに貼り合わせたものとして
形成されており、エンボス３２により内部には蛇行する
小流路３４が形成されている。

【００４８】したがって、チューブ２１、２２の小流路
２８、３４の形成構造によって、両チューブ２１、２２
に上記のような流路抵抗の差が付与されている。

【００４９】本実施態様においても、入口タンク４の冷
媒導入側のガス用チューブ２１の流路抵抗を、冷媒反導
入側の液用チューブ２２の流路抵抗よりも小さくするこ
とができるので、ガス用チューブ２１内へガス冷媒を優
先的にかつ効率的に流入させつつ、液冷媒を液用チュー
ブ２２内へ均等に分配することができる。したがって、
熱交換器の効率的な熱交換を達成できる。

【００５０】なお、本実施態様においてはガス用チュー
ブ２１は、内部にエンボスが形成された成形プレートを
互いに接合したものとして形成することも可能である。
この場合は、チューブ２１内のエンボスの配列および／
または数を変更すれば、両チューブ２１、２２に上記の
ような流路抵抗の差を付与することができる。

【００５１】図１８、図１９は、本発明の第７実施態様
に係る熱交換器を示している。熱交換器は、チューブ２
とフィン３とが交互に積層されて形成されるコア部７を
有しており、コア部７の積層方向の両端にはサイドプレ
ート８、９が設けられている。

【００５２】コア部７のサイドプレート８側には、熱交
換器内部へ冷媒を導入、導出する偏平タンク１０が設け
られている。偏平タンク１０内部は、膨張弁６により減
圧された気液二相の冷媒が導入される気液分離部３５と
冷媒を外部へと導出するための出口流路３６とに分割さ
れている。気液分離部３５、出口流路３６には、入口パ
イプ１３、出口パイプ１４が連通されており、該パイプ
１３、１４に膨張弁６が連結されている。

【００５３】気液分離部３５内部には、ガス用流路３
７、液用流路３８が形成されている。ガス用流路３７
は、気液分離部３５の上方へ向かって延びており、該ガ
ス用流路３７の一部を構成する略Ｌ字型のパイプ３９を
介して入口タンク４内に画成されたガス用タンク部４０
と連通されている。また、液用流路３８は、気液分離部
３５の下方へ向かって延びており、ガス用タンク部４０
を貫通するパイプ４１を介して入口タンク４内に画成さ
れた液用タンク部４２と連通されている。

【００５４】入口タンク４内部には仕切板４３が設けら
れており、該仕切板４３によりタンク４の内部がガス用
タンク部４０と液用タンク部４２とに分割されている。
本実施態様においては、気液分離部３５側にガス用タン
ク部４０が形成されている。

【００５５】ガス用タンク部４０、液用タンク部４２
は、それぞれ対応するガス用チューブ２１、液用チュー
ブ２２により出口タンク５と連通されている。

【００５６】タンク４、５に連通するチューブ２は、入
口タンク４のガス用タンク部４０に接続されるガス用チ
ューブ２１と、入口タンク４の液用タンク部４２に接続
される液用チューブ２２とから構成されている。チュー
ブ２は、図３に示すように板状部材をプレス成形したも
のを互いに接合することにより形成されており、チュー
ブ２１（２２）は、エンボス３０（３１）が形成された
成形プレート２３（２４）を互いに貼り合わせたものと
して形成されている。

【００５７】ガス用チューブ２１の流路抵抗は、液用チ
ューブ２２の流路抵抗よりも小さく設定されており、本
実施態様においては、チューブ２１、２２の流路断面積
に差をもたせることにより流路抵抗の差が付与されてい
る。より具体的には、図４に示すようにガス用チューブ
２１内のエンボス３０の高さを、液用チューブ２２内の
エンボス３１の高さよりも高くすることにより、チュー
ブ２１、２２の流路断面積に差をもたせている。なお、
本実施態様においては、１５本のチューブ２のうちの２
本（全チューブ数の約１３％）がガス用チューブ２１と
して構成されている。

【００５８】本実施態様に係る熱交換器においては、膨
張弁６を介し気液二相の冷媒が気液分離部３５内に導入
されると、気相、液相の密度の相違により密度の小さい
ガス冷媒は上昇し、密度の大きい液冷媒は下方へ流入
し、気液二相の冷媒が実質的にガス冷媒と液冷媒とに分
離される。分離されたガス冷媒は、気液分離部３５のガ
ス用流路３７および該ガス用流路３７の一部を構成する
パイプ３９内を通りガス用タンク部４０内へと流入す
る。一方、液冷媒は、液用流路３８を通り、ガス用タン
ク部４０を貫通するパイプ４１を介して液用タンク部４
２内へと流入する。

【００５９】ガス用タンク部４０内へ流入したガス冷媒
は、ガス用チューブ２１内を通り出口パイプ５内に流入
するが、ガス冷媒中にはミスト状の液冷媒が含有されて
いるので、ガス用チューブ２１内においてミスト状の液
冷媒が蒸発し、熱交換器内を通過する熱交換用空気との
間において熱交換が行われる。また、ガス用チューブ２
１の流路抵抗は、液用チューブ２２の流路抵抗よりも小
さくなっているので、ガス冷媒は容易に、かつ効率よく
チューブ２１内へと流入する。

【００６０】一方、液用タンク部４２内へ流入される液
冷媒は、上記の如く気液分離部３５においてガス冷媒と
実質的に分離されているので、その乾き度はきわめて小
さい。このため、該液冷媒を各液用チューブ２２内へ均
等に分配することができ、各液用チューブ２２内を流通
する液冷媒量が均一化され、各チューブ２２の温度分布
が小さくなる。すなわち、気液二相の冷媒中において
は、液冷媒の割合がガス冷媒に比べて圧倒的に多いの
で、液冷媒を均等に分配し各液用チューブ２２の均温化
を図ることにより、熱交換器の表面の温度分布が小さく
なり、効率的な熱交換が達成される。上記冷媒の流れを
図１９に示す。

【００６１】したがって、ガス用チューブ２１の数を液
用チューブ２２の数より少なくすれば、本発明の目的を
より効果的に達成できるが、ガス用チューブ２２の数は
全チューブ数の１０〜３０％の範囲に設定されることが
好ましい。

【００６２】図２０は、本発明の第８実施態様に係る熱
交換器を示している。本実施態様においても、ガス用チ
ューブ２１の流路抵抗は、液用チューブ２２の流路抵抗
よりも小さくなっており、該流路抵抗の差は、上記第７
実施態様と同様に両チューブ２１、２２の流路断面積に
差をもたせることにより付与されている。具体的には、
本実施態様においては、図７、図８に示すようにガス用
チューブ２１内のエンボス３０の径方向の寸法を液用チ
ューブ２２内のエンボス３１よりも小さくすることによ
りチューブ２１、２２の流路断面積に差をもたせ、上記
流路抵抗の差が付与されている（図９）。

【００６３】本実施態様においても、入口タンク４のガ
ス用タンク部４０のガス用チューブ２１の流路抵抗を、
液用タンク部４２の液用チューブ２２の流路抵抗よりも
小さくすることができるので、ガス用チューブ２１内へ
ガス冷媒を優先的に、かつ効率よく流入させつつ、液冷
媒を液用チューブ２２内へ均等に分配することができ
る。したがって、熱交換器の効率的な熱交換を達成でき
る。

【００６４】図２１は、本発明の第９実施態様に係る熱
交換器を示している。本実施態様においても、ガス用チ
ューブ２１の流路抵抗は、液用チューブ２２の流路抵抗
よりも小さくなっているが、本実施態様においては、チ
ューブ２１、２２内に形成する小流路の形成構造によっ
て流路抵抗の差を付与している。本実施態様において
は、図１１ないし図１３に示すようにガス用チューブ２
１は、内部に複数の直線状の小流路２８が形成された２
つの部材２５の一端を連結部材２６で連結し、他端にパ
イプ２７を設け両部材２５内の小流路２８同士を連通し
たものから構成されている。なお、部材２５は、たとえ
ば押し出し成形等により簡単に製造することができる。

【００６５】一方、液用チューブ２２は、板状部材をプ
レス成形したものを互いに接合することにより形成され
ている。本実施態様においては、エンボス３２が形成さ
れた成形プレート３３を互いに貼り合わせたものとして
形成されており、エンボス３２により内部には蛇行する
小流路３４が形成されている。

【００６６】したがって、チューブ２１、２２の小流路
２８、３４の形成構造によって、両チューブ２１、２２
に上記のような流路抵抗の差が付与されている。

【００６７】本実施態様においても、入口タンク４の冷
媒導入側のガス用チューブ２１の流路抵抗を、冷媒反導
入側の液用チューブ２２の流路抵抗よりも小さくするこ
とができるので、ガス用チューブ２１内へガス冷媒を優
先的にかつ効率的に流入させつつ、液冷媒を液用チュー
ブ２２内へ均等に分配することができる。したがって、
熱交換器の効率的な熱交換を達成できる。

【００６８】なお、本実施態様においてはガス用チュー
ブ２１は、内部にエンボスが形成された成形プレートを
互いに接合したものとして形成することも可能である。
この場合は、チューブ２１内のエンボスの配列および／
または数を変更すれば、両チューブ２１、２２に上記の
ような流路抵抗の差を付与することができる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱交換器
によるときは、組付け作業効率の低下、通気抵抗の増大
等の弊害を招くことなく、熱交換器の表面の温度分布を
低減でき、より効率的な熱交換が可能になるので、熱交
換器の性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施態様に係る熱交換器の斜視図
である。

【図２】図１の熱交換器の縦断面図である。

【図３】本発明の第１、第４、第７実施態様に係る熱交
換器のチューブを構成する成形プレートの平面図であ
る。

【図４】本発明の第１、第４、第７実施態様に係る熱交
換器のコア部の横断面図である。

【図５】本発明の第１〜第３実施態様に係る熱交換器内
の冷媒の流れを示す説明図である。

【図６】本発明の第２実施態様に係る熱交換器の縦断面
図である。

【図７】本発明の第２、第５、第８実施態様に係る熱交
換器のガス用チューブを構成する成形プレートの平面図
である。

【図８】本発明の第２、第５、第８実施態様に係る熱交
換器の液用チューブを構成する成形プレートの平面図で
ある。

【図９】本発明の第２、第５、第８実施態様に係る熱交
換器のコア部の横断面図である。

【図１０】本発明の第３実施態様に係る熱交換器の縦断
面図である。

【図１１】本発明の第３、第６、第９実施態様に係る熱
交換器のガス用チューブの部分縦断面図である。

【図１２】本発明の第３、第６、第９実施態様に係る熱
交換器の液用チューブを構成する成形プレートの平面図
である。

【図１３】本発明の第３、第６、第９実施態様に係る熱
交換器のコア部の横断面図である。

【図１４】本発明の第４実施態様に係る熱交換器の縦断
面図である。

【図１５】本発明の第４〜第６実施態様に係る熱交換器
内の冷媒の流れを示す説明図である。

【図１６】本発明の第５実施態様に係る熱交換器の縦断
面図である。

【図１７】本発明の第６実施態様に係る熱交換器の縦断
面図である。

【図１８】本発明の第７実施態様に係る熱交換器の縦断
面図である。

【図１９】本発明の第７〜第９実施態様に係る熱交換器
内の冷媒の流れを示す説明図である。

【図２０】本発明の第８実施態様に係る熱交換器の縦断
面図である。

【図２１】本発明の第９実施態様に係る熱交換器の縦断
面図である。

【図２２】従来の熱交換器の斜視図である。

【図２３】図２２の熱交換器内の冷媒の流れを示す説明
図である。

【符号の説明】

１熱交換器２チューブ３フィン４入口タンク５出口タンク６膨張弁７コア部８、９サイドプレート１０偏平タンク１１入口流路１２出口流路１３入口パイプ１４出口パイプ１５区画板１６冷媒導入側の室１７冷媒反導入側の室１８連通許容部２１ガス用チューブ２２液用チューブ２３、２４、３３成形プレート２５部材２６連結部２７、３９、４１パイプ２８、３４小流路３０、３１、３２エンボス３５気液分離部３６出口流路３７ガス用流路３８液用流路４０ガス用タンク部４２液用タンク部４３仕切板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入口タンクと、該入口タンクに連通、接
続された複数のチューブを有し、前記入口タンクに気液
二相の冷媒を導入する熱交換器において、前記複数のチ
ューブのうち、入口タンクの冷媒導入側に位置するチュ
ーブの流路抵抗を、冷媒反導入側に位置するチューブの
流路抵抗よりも小さくしたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】入口タンクと、該入口タンクに連通、接
続された複数のチューブを有し、前記入口タンクに気液
二相の冷媒を導入する熱交換器において、前記入口タン
ク内に、該入口タンク内を冷媒導入側と冷媒反導入側と
の少なくとも２つの室に区画するとともに両室の連通を
許容する区画板を設け、該区画板の連通許容部を入口タ
ンクの横断面方向下部に形成するとともに、前記冷媒導
入側の室に連通するチューブの流路抵抗を、冷媒反導入
側の室に連通するチューブの流路抵抗よりも小さくした
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】入口タンクと、該入口タンクに連通、接
続された複数のチューブと、気液二相の冷媒を実質的に
ガス冷媒と液冷媒とに分離して前記入口タンクへと導入
する気液分離部とを有する熱交換器において、前記入口
タンク内部をガス用タンク部と液用タンク部とに分割
し、前記気液分離部におけるガス用流路と液用流路を、
それぞれガス用タンク部と液用タンク部とに連通すると
ともに、前記ガス用タンク部に連通するガス用チューブ
の流路抵抗を、前記液用タンク部に連通する液用チュー
ブの流路抵抗よりも小さくしたことを特徴とする熱交換
器。
【請求項４】前記流路抵抗の小さいチューブの数が、
前記流路抵抗の大きいチューブの数よりも少ない、請求
項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】前記チューブの流路抵抗の差を、チュー
ブの流路断面積に差をもたせることにより付与した、請
求項１ないし４のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項６】前記チューブの流路抵抗の差を、チュー
ブ内に形成する小流路の形成構造によって付与した、請
求項１ないし４のいずれかに記載の熱交換器。