JPH11230686A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPH11230686A JPH11230686A JP3250598A JP3250598A JPH11230686A JP H11230686 A JPH11230686 A JP H11230686A JP 3250598 A JP3250598 A JP 3250598A JP 3250598 A JP3250598 A JP 3250598A JP H11230686 A JPH11230686 A JP H11230686A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- passage
- tube
- cross
- refrigerant
- refrigerant passage
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0202—Header boxes having their inner space divided by partitions
- F28F9/0204—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions
- F28F9/0214—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions having only longitudinal partitions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
- F28F1/022—Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels
Abstract
(57)【要約】
【課題】 軽量化と強度を同時に満足できる熱交換器を
提供すること。 【解決手段】 チューブ２は、押し出し加工により製造
されるもので、端部がヘッダの内部に挿入される流路部
２Ａと、ヘッダの外部に露出する非流路部２Ｂとを有
し、非流路部２Ｂの通路方向端面が流路部２Ａの通路方
向端面より段付き状に後退して形成されている。流路部
２Ａには、内部に複数の冷媒通路２ａが横幅方向に略等
間隔に形成され、非流路部２Ｂには、内部に少なくとも
１本の非冷媒通路２ｂが形成されている。但し、冷媒通
路２ａの断面形状は丸穴で、非冷媒通路２ｂの断面形状
は多角形状（例えば矩形）であり、１本の冷媒通路２ａ
と非冷媒通路２ｂとを比較すると、冷媒通路２ａの方が
非冷媒通路２ｂより通路断面積が小さく設定されてい
る。
提供すること。 【解決手段】 チューブ２は、押し出し加工により製造
されるもので、端部がヘッダの内部に挿入される流路部
２Ａと、ヘッダの外部に露出する非流路部２Ｂとを有
し、非流路部２Ｂの通路方向端面が流路部２Ａの通路方
向端面より段付き状に後退して形成されている。流路部
２Ａには、内部に複数の冷媒通路２ａが横幅方向に略等
間隔に形成され、非流路部２Ｂには、内部に少なくとも
１本の非冷媒通路２ｂが形成されている。但し、冷媒通
路２ａの断面形状は丸穴で、非冷媒通路２ｂの断面形状
は多角形状（例えば矩形）であり、１本の冷媒通路２ａ
と非冷媒通路２ｂとを比較すると、冷媒通路２ａの方が
非冷媒通路２ｂより通路断面積が小さく設定されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば冷媒凝縮器
等に用いられる熱交換器に関する。
等に用いられる熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球の温暖化により、フロン冷媒
を使用しない冷凍サイクルの開発が始まっており、その
一つとしてＣＯ2 サイクルが検討されている。しかし、
このＣＯ2 サイクルは作動圧力が高いという問題を有し
ているため、サイクルに使用される熱交換器（特に高圧
冷媒が流れる冷媒凝縮器）の強度を向上させる必要があ
る。それに対応した熱交換器として、押し出しチューブ
を用いた熱交換器が開発されている。例えば、特開平５
−２１５４８２号公報には、流体通路の断面形状が丸穴
に形成された押し出しチューブが記載されている。
を使用しない冷凍サイクルの開発が始まっており、その
一つとしてＣＯ2 サイクルが検討されている。しかし、
このＣＯ2 サイクルは作動圧力が高いという問題を有し
ているため、サイクルに使用される熱交換器（特に高圧
冷媒が流れる冷媒凝縮器）の強度を向上させる必要があ
る。それに対応した熱交換器として、押し出しチューブ
を用いた熱交換器が開発されている。例えば、特開平５
−２１５４８２号公報には、流体通路の断面形状が丸穴
に形成された押し出しチューブが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】押し出しチューブの強
度を満足するためには、上記公報に記載されている様に
流体通路の断面形状として丸穴が最適であるが、この場
合、チューブの肉断面積が大きくなるため、重量が重く
なるといった問題があった。一方、押し出しチューブと
して一般的な矩形タイプの流体通路を形成した場合、肉
断面積を小さくして軽量化できるメリットはあるが、高
強度を満足することは困難である。本発明は、上記事情
に基づいて成されたもので、その目的は、軽量化と強度
を同時に満足できる熱交換器を提供することにある。
度を満足するためには、上記公報に記載されている様に
流体通路の断面形状として丸穴が最適であるが、この場
合、チューブの肉断面積が大きくなるため、重量が重く
なるといった問題があった。一方、押し出しチューブと
して一般的な矩形タイプの流体通路を形成した場合、肉
断面積を小さくして軽量化できるメリットはあるが、高
強度を満足することは困難である。本発明は、上記事情
に基づいて成されたもので、その目的は、軽量化と強度
を同時に満足できる熱交換器を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】（請求項１の手段）チュ
ーブは、非流体通路の方が流体通路より通路断面積が大
きく設けられている。この場合、非流体通路を流体通路
と同一形状として両者の通路断面積を等しく設けた場合
と比較すると、本発明の方が非流路部の肉断面積を小さ
くできるため、非流路部で軽量化を図ることができる。
ーブは、非流体通路の方が流体通路より通路断面積が大
きく設けられている。この場合、非流体通路を流体通路
と同一形状として両者の通路断面積を等しく設けた場合
と比較すると、本発明の方が非流路部の肉断面積を小さ
くできるため、非流路部で軽量化を図ることができる。
【０００５】（請求項２の手段）流体通路の断面形状が
略円形（つまり丸穴）であり、非流体通路の断面形状が
多角形状である。流体通路の断面形状を略円形とするこ
とで、強度上必要な流路部の肉断面積を確保できるた
め、高強度を満足することが可能である。
略円形（つまり丸穴）であり、非流体通路の断面形状が
多角形状である。流体通路の断面形状を略円形とするこ
とで、強度上必要な流路部の肉断面積を確保できるた
め、高強度を満足することが可能である。
【０００６】（請求項３の手段）本発明を押し出しチュ
ーブに適用することにより、高い作動圧力に耐えうる強
度を確保でき、且つ同時に軽量化を達成することもでき
る。
ーブに適用することにより、高い作動圧力に耐えうる強
度を確保でき、且つ同時に軽量化を達成することもでき
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図１（ａ）はチューブ端面の平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。本実施例の熱交
換器１は、例えば冷凍サイクルの冷媒凝縮器として使用
されるもので、図３に示すように、複数のチューブ２と
伝熱フィン３、および一組のヘッダ４等より構成されて
いる。
づいて説明する。図１（ａ）はチューブ端面の平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。本実施例の熱交
換器１は、例えば冷凍サイクルの冷媒凝縮器として使用
されるもので、図３に示すように、複数のチューブ２と
伝熱フィン３、および一組のヘッダ４等より構成されて
いる。
【０００８】チューブ２は、押し出し加工により製造さ
れるもので、横幅に対して厚みが小さい偏平形状に設け
られている。具体的には、図１および図２に示すよう
に、端部がヘッダ４の内部に挿入される流路部２Ａと、
ヘッダ４の外部に露出する非流路部２Ｂとを有し、非流
路部２Ｂの通路方向端面が流路部２Ａの通路方向端面よ
り段付き状に後退して形成されている。流路部２Ａに
は、図１に示すように、内部に複数の冷媒通路２ａが横
幅方向に略等間隔に形成され、非流路部２Ｂには、内部
に少なくとも１本（図１では２本）の非冷媒通路２ｂが
形成されている。但し、冷媒通路２ａの断面形状は丸穴
で、非冷媒通路２ｂの断面形状は多角形状（一つは矩
形、他の一つは半円形状）であり、１本の冷媒通路２ａ
と非冷媒通路２ｂとを比較すると、冷媒通路２ａの方が
非冷媒通路２ｂより通路断面積が小さく設定されてい
る。
れるもので、横幅に対して厚みが小さい偏平形状に設け
られている。具体的には、図１および図２に示すよう
に、端部がヘッダ４の内部に挿入される流路部２Ａと、
ヘッダ４の外部に露出する非流路部２Ｂとを有し、非流
路部２Ｂの通路方向端面が流路部２Ａの通路方向端面よ
り段付き状に後退して形成されている。流路部２Ａに
は、図１に示すように、内部に複数の冷媒通路２ａが横
幅方向に略等間隔に形成され、非流路部２Ｂには、内部
に少なくとも１本（図１では２本）の非冷媒通路２ｂが
形成されている。但し、冷媒通路２ａの断面形状は丸穴
で、非冷媒通路２ｂの断面形状は多角形状（一つは矩
形、他の一つは半円形状）であり、１本の冷媒通路２ａ
と非冷媒通路２ｂとを比較すると、冷媒通路２ａの方が
非冷媒通路２ｂより通路断面積が小さく設定されてい
る。
【０００９】伝熱フィン３は、熱伝導性に優れる薄い金
属板（例えばアルミニウム）を折り曲げて波状に成形し
たコルゲートフィンであり、チューブ２と交互に積層さ
れてチューブ２の外壁面にろう付け等により接合されて
いる。ヘッダ４は、断面形状が楕円形の筒体４Ａと、こ
の筒体４Ａの両端開口面を塞ぐキャップ４Ｂとから成
り、各チューブ２の長手方向両側に配される。このヘッ
ダ４は、図２に示すように、筒体４Ａの側面に複数の長
穴４ａが形成され、各長穴４ａにそれぞれチューブ２の
端部（流路部２Ａの端部）が差し込まれることにより、
各チューブ２の冷媒通路２ａを連通している。
属板（例えばアルミニウム）を折り曲げて波状に成形し
たコルゲートフィンであり、チューブ２と交互に積層さ
れてチューブ２の外壁面にろう付け等により接合されて
いる。ヘッダ４は、断面形状が楕円形の筒体４Ａと、こ
の筒体４Ａの両端開口面を塞ぐキャップ４Ｂとから成
り、各チューブ２の長手方向両側に配される。このヘッ
ダ４は、図２に示すように、筒体４Ａの側面に複数の長
穴４ａが形成され、各長穴４ａにそれぞれチューブ２の
端部（流路部２Ａの端部）が差し込まれることにより、
各チューブ２の冷媒通路２ａを連通している。
【００１０】続いて、本実施例の作動を簡単に説明す
る。冷凍サイクルが作動して一方のヘッダ４に高温高圧
のガス冷媒が供給されると、ヘッダ４内に流入したガス
冷媒が各チューブ２へ分配されて、各チューブ２の冷媒
通路２ａを他方のヘッダ４側へ向かって流れる。この
時、冷媒通路２ａを流れるガス冷媒が熱交換器１に送風
された空気との熱交換によって冷却され、凝縮して液化
する。液化冷媒は、各チューブ２の冷媒通路２ａを流れ
て他方のヘッダ４へ流入し、他方のヘッダ４に接続され
る出口配管（図示しない）より流出する。
る。冷凍サイクルが作動して一方のヘッダ４に高温高圧
のガス冷媒が供給されると、ヘッダ４内に流入したガス
冷媒が各チューブ２へ分配されて、各チューブ２の冷媒
通路２ａを他方のヘッダ４側へ向かって流れる。この
時、冷媒通路２ａを流れるガス冷媒が熱交換器１に送風
された空気との熱交換によって冷却され、凝縮して液化
する。液化冷媒は、各チューブ２の冷媒通路２ａを流れ
て他方のヘッダ４へ流入し、他方のヘッダ４に接続され
る出口配管（図示しない）より流出する。
【００１１】（本実施例の効果）本実施例では、押し出
しチューブ２の冷媒通路２ａと非冷媒通路２ｂの通路断
面形状を変化させて、冷媒通路２ａの断面形状を丸穴、
非冷媒通路２ｂの断面形状を多角形状としている。そし
て、１本の冷媒通路２ａと非冷媒通路２ｂとを比較した
場合に、冷媒通路２ａの方が非冷媒通路２ｂより通路断
面積を小さく設定している。この場合、非冷媒通路２ｂ
を冷媒通路２ａと同一形状（丸穴）として両者の通路断
面積を等しく設けた場合と比較すると、本実施例の方が
非流路部２Ｂの肉断面積を小さくできるため、非流路部
２Ｂでの軽量化を図ることができる。一方、流路部２Ａ
では、冷媒通路２ａの断面形状を丸穴とすることで高強
度を確保できるため、軽量化と高強度とを同時に達成す
ることが可能である。
しチューブ２の冷媒通路２ａと非冷媒通路２ｂの通路断
面形状を変化させて、冷媒通路２ａの断面形状を丸穴、
非冷媒通路２ｂの断面形状を多角形状としている。そし
て、１本の冷媒通路２ａと非冷媒通路２ｂとを比較した
場合に、冷媒通路２ａの方が非冷媒通路２ｂより通路断
面積を小さく設定している。この場合、非冷媒通路２ｂ
を冷媒通路２ａと同一形状（丸穴）として両者の通路断
面積を等しく設けた場合と比較すると、本実施例の方が
非流路部２Ｂの肉断面積を小さくできるため、非流路部
２Ｂでの軽量化を図ることができる。一方、流路部２Ａ
では、冷媒通路２ａの断面形状を丸穴とすることで高強
度を確保できるため、軽量化と高強度とを同時に達成す
ることが可能である。
【００１２】（変形例）非冷媒通路２ｂの変形例を図４
および図５に示す。図４は非冷媒通路２ｂを横幅方向に
長く形成した場合の一例であり、図５は非冷媒通路２ｂ
を３本形成した場合の一例である。なお、図６に示すよ
うに非冷媒通路２ｂも冷媒通路２ａと同じ丸穴とした場
合のチューブ２と、上記の図４および図５に示すチュー
ブ２とを比較すると、図４および図５に示すチューブ２
の方が図６に示すチューブ２より非冷媒通路２ｂの通路
断面積を大きくした分だけチューブ２の全肉断面積を小
さくできる。それにより、チューブ２の軽量化を達成で
きる。
および図５に示す。図４は非冷媒通路２ｂを横幅方向に
長く形成した場合の一例であり、図５は非冷媒通路２ｂ
を３本形成した場合の一例である。なお、図６に示すよ
うに非冷媒通路２ｂも冷媒通路２ａと同じ丸穴とした場
合のチューブ２と、上記の図４および図５に示すチュー
ブ２とを比較すると、図４および図５に示すチューブ２
の方が図６に示すチューブ２より非冷媒通路２ｂの通路
断面積を大きくした分だけチューブ２の全肉断面積を小
さくできる。それにより、チューブ２の軽量化を達成で
きる。
【００１３】具体的には、図４〜図６において、チュー
ブ２の横幅Ｗ＝２４、チューブ２の厚みＴ＝１．２、冷
媒通路２ａの内径ｄ＝φ０．７、冷媒通路２ａ間の肉厚
ｔ1＝０．４３、非冷媒通路２ｂの横幅方向外側の肉厚
ｔ2 ＝０．３５、冷媒通路２ａおよび非冷媒通路２ｂの
厚み方向外側の肉厚ｔ3 ＝０．２５、図４に示す非冷媒
通路２ｂの横幅方向の寸法ｓ1 ＝２．９６、図５に示す
非冷媒通路２ｂの横幅方向の寸法ｓ2 ＝０．７（以上単
位ｍｍ）とした時に、各チューブ２の全肉断面積を比較
すると、以下のようになる。 図４に示すチューブ２の全肉断面積Ｓ1 ＝１８．６８ｍｍ2 図５に示すチューブ２の全肉断面積Ｓ2 ＝１９．８８ｍｍ2 図６に示すチューブ２の全肉断面積Ｓ3 ＝２０．４１ｍｍ2 上記の比較からも分かるように、冷媒通路２ａと非冷媒
通路２ｂとを同じ丸穴で形成したチューブ２（図６）よ
り、非冷媒通路２ｂを多角形状で形成したチューブ２
（図４および図５）の方が非流路部２Ｂの肉断面積を小
さくでき、その分だけ軽量化を図ることができる。
ブ２の横幅Ｗ＝２４、チューブ２の厚みＴ＝１．２、冷
媒通路２ａの内径ｄ＝φ０．７、冷媒通路２ａ間の肉厚
ｔ1＝０．４３、非冷媒通路２ｂの横幅方向外側の肉厚
ｔ2 ＝０．３５、冷媒通路２ａおよび非冷媒通路２ｂの
厚み方向外側の肉厚ｔ3 ＝０．２５、図４に示す非冷媒
通路２ｂの横幅方向の寸法ｓ1 ＝２．９６、図５に示す
非冷媒通路２ｂの横幅方向の寸法ｓ2 ＝０．７（以上単
位ｍｍ）とした時に、各チューブ２の全肉断面積を比較
すると、以下のようになる。 図４に示すチューブ２の全肉断面積Ｓ1 ＝１８．６８ｍｍ2 図５に示すチューブ２の全肉断面積Ｓ2 ＝１９．８８ｍｍ2 図６に示すチューブ２の全肉断面積Ｓ3 ＝２０．４１ｍｍ2 上記の比較からも分かるように、冷媒通路２ａと非冷媒
通路２ｂとを同じ丸穴で形成したチューブ２（図６）よ
り、非冷媒通路２ｂを多角形状で形成したチューブ２
（図４および図５）の方が非流路部２Ｂの肉断面積を小
さくでき、その分だけ軽量化を図ることができる。
【００１４】上記実施例ではヘッダ４の断面形状を楕円
形としているが、図７に示すような円形、または図８に
示すような８字形状としても良い。上記実施例および変
形例では、冷媒通路２ａの断面形状を円形（丸穴）とし
ているが、楕円形状でも良い。また、非冷媒通路２ｂ
は、冷媒通路２ａより通路断面積が大きければ良い。従
って、非冷媒通路２ｂの断面形状は図１、４、５に示す
形状以外でも良い（例えば冷媒通路２ａより大きい丸
穴）。
形としているが、図７に示すような円形、または図８に
示すような８字形状としても良い。上記実施例および変
形例では、冷媒通路２ａの断面形状を円形（丸穴）とし
ているが、楕円形状でも良い。また、非冷媒通路２ｂ
は、冷媒通路２ａより通路断面積が大きければ良い。従
って、非冷媒通路２ｂの断面形状は図１、４、５に示す
形状以外でも良い（例えば冷媒通路２ａより大きい丸
穴）。
【図１】（ａ）はチューブ端面の平面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】チューブとヘッダとの接続部を示す断面図であ
る。
る。
【図３】熱交換器の斜視図である。
【図４】チューブ端面の平面図である。
【図５】チューブ端面の平面図である。
【図６】チューブ端面の平面図である。
【図７】チューブとヘッダとの接続部を示す断面図であ
る（変形例）。
る（変形例）。
【図８】チューブとヘッダとの接続部を示す断面図であ
る（変形例）。
る（変形例）。
１ 熱交換器 ２ チューブ ２Ａ 流路部 ２Ｂ 非流路部 ２ａ 冷媒通路（流体通路） ２ｂ 非冷媒通路（非流体通路） ４ ヘッダ
Claims (3)
- 【請求項１】内部に複数本の流体通路が形成された流路
部、この流路部の両側に設けられて、それぞれ内部に少
なくとも１本の非流体通路が形成された非流路部を具備
し、この非流路部の通路方向端面が前記流路部の通路方
向端面より段付き状に後退して形成されたチューブと、 前記流路部の通路方向端部に接続されて前記複数本の流
体通路を連通するヘッダとを備えた熱交換器であって、 前記チューブは、前記非流体通路の方が前記流体通路よ
り通路断面積が大きく設けられていることを特徴とする
熱交換器。 - 【請求項２】前記流体通路の断面形状が略円形であり、
前記非流体通路の断面形状が多角形状であることを特徴
とする請求項１に記載した熱交換器。 - 【請求項３】前記チューブは、押し出し加工により製造
されていることを特徴とする請求項１または２に記載し
た熱交換器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3250598A JPH11230686A (ja) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | 熱交換器 |
| US09/245,826 US6216776B1 (en) | 1998-02-16 | 1999-02-05 | Heat exchanger |
| DE19906289A DE19906289A1 (de) | 1998-02-16 | 1999-02-15 | Wärmetauscher |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3250598A JPH11230686A (ja) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11230686A true JPH11230686A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12360856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3250598A Pending JPH11230686A (ja) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11230686A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6880627B2 (en) | 1999-12-09 | 2005-04-19 | Denso Corporation | Refrigerant condenser used for automotive air conditioner |
| JP2007093144A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Denso Corp | 熱交換用チューブおよび熱交換器 |
| JP2010256004A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Hamilton Sundstrand Corp | マイクロチャネル熱交換器および熱エネルギー抽出方法 |
| JP2014001902A (ja) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Japan Climate Systems Corp | 熱交換器用チューブ |
| WO2021117240A1 (ja) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 | 三菱電機株式会社 | 冷蔵庫 |
-
1998
- 1998-02-16 JP JP3250598A patent/JPH11230686A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6880627B2 (en) | 1999-12-09 | 2005-04-19 | Denso Corporation | Refrigerant condenser used for automotive air conditioner |
| US7140424B2 (en) | 1999-12-09 | 2006-11-28 | Denso Corporation | Refrigerant condenser used for automotive air conditioner |
| JP2007093144A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Denso Corp | 熱交換用チューブおよび熱交換器 |
| JP2010256004A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Hamilton Sundstrand Corp | マイクロチャネル熱交換器および熱エネルギー抽出方法 |
| JP2014001902A (ja) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Japan Climate Systems Corp | 熱交換器用チューブ |
| WO2021117240A1 (ja) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 | 三菱電機株式会社 | 冷蔵庫 |
| JPWO2021117240A1 (ja) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 |
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