WO2017213164A1 - 車両用熱交換器 - Google Patents

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WO2017213164A1
WO2017213164A1 PCT/JP2017/021059 JP2017021059W WO2017213164A1 WO 2017213164 A1 WO2017213164 A1 WO 2017213164A1 JP 2017021059 W JP2017021059 W JP 2017021059W WO 2017213164 A1 WO2017213164 A1 WO 2017213164A1
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WO
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tubes
heat exchanger
tube
header
heat medium
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/021059
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English (en)
French (fr)
Inventor
金子　智
Original Assignee
サンデンホールディングス株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle heat exchanger, and more particularly to a vehicle heat exchanger that performs heat exchange of a heat medium in an air conditioner mounted on the vehicle.
  • a vehicle heat exchanger that performs heat exchange of a heat medium.
  • the vehicle heat exchanger is configured such that, for example, one tube through which a low-pressure heat medium such as water circulates and the other tube through which a high-pressure refrigerant such as carbon dioxide circulates are in contact with each other. Heat can be exchanged with the high-pressure refrigerant.
  • a technique for improving the heat exchange efficiency has been demanded.
  • Patent Document 1 discloses water in which a refrigerant tube made of a flat tube made of aluminum or an aluminum alloy and a water tube made of a stainless steel flat tube facing the refrigerant tube are joined by brazing or soldering.
  • a heat exchanger is disclosed. Since this water heat exchanger has a structure in which water tubes and refrigerant tubes are alternately laminated, the contact area between the water tubes and the refrigerant tubes can be increased and heat exchange efficiency can be improved.
  • the present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a vehicle heat exchanger that uniformizes the flow rate of the heat medium in the tube.
  • a vehicle heat exchanger is a vehicle heat exchanger for exchanging heat between a first heat medium and a second heat medium in an air conditioner mounted on a vehicle, and has a long shape, A plurality of first tubes stacked at an interval from each other and spaced apart in the longitudinal direction of the plurality of first tubes and connected to both ends of the plurality of first tubes, the first tubes are connected to the first tubes.
  • the pair of header portions includes a plurality of first portions A plurality of flow passages disposed opposite to both sides extending in the longitudinal direction of the plurality of first tubes so as to sandwich the tube, the plurality of flow passages extending in the stacking direction of the plurality of first tubes; It communicates with a plurality of second tubes.
  • the flow path includes two flow paths respectively disposed in the pair of header portions, and the two flow paths can be disposed so as to sandwich the first tube in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
  • the flow passage is composed of one flow passage arranged in each of the pair of header portions, and one flow passage of one header portion and one flow passage of the other header portion are oblique to the longitudinal direction. It can also arrange
  • a pair of header part is integrally provided with a some 2nd tube, and connects the edge part of a some 2nd tube in the lamination direction, and a some flow path is formed.
  • a pair of header part is formed so that a 2nd heat medium may distribute
  • the plurality of flow passages can extend continuously in the stacking direction so as to cross all of the plurality of second tubes.
  • the plurality of flow passages can be divided and extended in the stacking direction so that the second heat medium flows back and forth through the plurality of second tubes.
  • the plurality of second tubes can be formed with a width smaller than the pair of header portions in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
  • the pair of header portions have a plurality of flow passages arranged to face both side portions extending in the longitudinal direction of the plurality of first tubes so as to sandwich the plurality of first tubes, Since the flow passages extend in the stacking direction of the plurality of first tubes and communicate with the plurality of second tubes, it is possible to provide a vehicle heat exchanger that equalizes the flow rate of the heat medium in the tubes. .
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 of FIG.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view taken along line A2-A2 of FIG. 1
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line A3-A3 of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a vehicle heat exchanger according to modifications of Embodiments 1 to 3 of the present invention.
  • FIG. 1 shows the configuration of a vehicle heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention.
  • This vehicle heat exchanger includes a heat exchanger 1 and a heat exchanger 2 through which different heat media flow.
  • circulates the heat exchanger 1 the high pressure refrigerant
  • coolants C such as water and an antifreeze
  • the heat exchanger 1 has a plurality of tubes 3 and a pair of header tanks 4a and 4b.
  • Each of the plurality of tubes 3 has an elongated shape and is stacked with a space between each other.
  • the pair of header tanks 4a and 4b is for circulating the high-pressure refrigerant C through the tube 3, and has a cylindrical shape extending in the stacking direction D1 of the tube 3 and having its lower end sealed.
  • the header tanks 4a and 4b are arranged so as to be spaced apart in the longitudinal direction D2 of the tube 3 and sandwich the tube 3, and both end portions of the tube 3 are connected to the side wall portions thereof.
  • an inlet 5a through which high-pressure refrigerant C flows is formed at the upper end of the header tank 4b, and an outlet 5b through which high-pressure refrigerant C flows out is formed at the upper end of the header tank 4a.
  • the header tank 4b is formed with one flow passage that continuously extends in the stacking direction D1 from the inlet 5a to the vicinity of the lower end, and the header tank 4a has a stacking direction D1 from the outlet 5b to the vicinity of the lower end.
  • One flow passage extending continuously is formed.
  • the heat exchange element 2 includes a plurality of tubes 6 and a pair of header portions 7a and 7b.
  • Each of the plurality of tubes 6 has an elongated shape, and is disposed between the plurality of tubes 3 so as to contact the plurality of tubes 3. That is, the tubes 3 and the tubes 6 are alternately stacked in the stacking direction D1 so as to contact each other.
  • the pair of header portions 7a and 7b is for circulating the low-pressure heat medium B through the tube 6.
  • the pair of header portions 7a and 7b is disposed between the pair of header tanks 4a and 4b so as to be spaced apart in the longitudinal direction D2. It is connected.
  • the header portions 7a and 7b are integrally provided with the same width at both ends of the tube 6, and one inlet 8a into which the low-pressure heat medium B flows is formed at the upper end portion of the header portion 7a.
  • One outlet 8b through which the low-pressure heat medium B flows out is formed at the upper end of the header portion 7b.
  • the header portion 7a is formed with a flow passage continuously extending in the stacking direction D1 from the inlet 8a to the vicinity of the lower end, and the header portion 7b extends continuously in the stacking direction D1 from the outlet 8b to the vicinity of the lower end.
  • a flow passage is formed.
  • Heat exchangers 1 and 2 are preferably made of aluminum.
  • the tube 3 has a flat shape, and a plurality of elongated flow passages 9 for circulating the high-pressure refrigerant C therein are formed so as to connect both ends of the tube 3.
  • the plurality of flow passages 9 communicate with flow passages formed in the header tanks 4a and 4b.
  • the tube 6 has a flat shape that is wider than the tube 3, and is arranged so that the vicinity of the center thereof is in contact with the tube 3. Inside the tube 6, one flow passage 10 for circulating the low-pressure heat medium B is formed so as to connect both ends of the tube 6. An inner fin 11 extending in the longitudinal direction D ⁇ b> 2 of the tube 6 is disposed in the flow passage 10. The inner fin 11 is for increasing the heat transfer area and improving the heat transfer efficiency, and is formed to have a corrugated shape in the width direction of the flow passage 10.
  • the header portion 7a is provided integrally with the tube 6 and is formed by connecting the end portions of the tube 6 sequentially in the stacking direction D1 via the connecting pipe 6a. It has paths 13a and 13b.
  • the flow passages 13a and 13b are arranged to face both side portions 12a and 12b extending in the longitudinal direction D2 of the tube 3 so as to sandwich the tube 3, and are formed to extend in the stacking direction D1.
  • the flow passages 13a and 13b are arranged so as to sandwich the tube 3 in a direction orthogonal to the longitudinal direction D2.
  • a flow passage 13c that extends in the width direction of the tube 6 and connects the flow passages 13a and 13b is formed in the header portion 7a.
  • This flow path 13c is formed with the same width as the flow path 10 of the tube 6, and is formed so as to continuously extend from the flow path 10 in the longitudinal direction D2.
  • the flow paths 13a and 13b of the header portion 7a branch from the inlet 8a to the side portion 12a side and the side portion 12b side of the tube 3, and then cross the entire tube 6 in the stacking direction D1. It has a shape extending continuously. For this reason, the flow passages 13a and 13b communicate with all of the plurality of tubes 6 from the side portion 12a side and the side portion 12b side of the tube 3, respectively.
  • the flow path 13c of the header part 7a is arrange
  • the header portion 7b is provided integrally with the tube 6, and is formed by sequentially connecting the end portions of the tube 6 to each other in the stacking direction D1 via the connecting tube 6a.
  • Two flow passages 13a and 13b are provided.
  • the flow passages 13a and 13b are arranged to face both side portions 12a and 12b extending in the longitudinal direction D2 of the tube 3 so as to sandwich the tube 3, and are formed to extend in the stacking direction D1.
  • the flow passages 13a and 13b are arranged so as to sandwich the tube 3 in a direction orthogonal to the longitudinal direction D2.
  • a flow passage 13c that extends in the width direction of the tube 6 and connects the flow passages 13a and 13b is formed in the header portion 7b.
  • This flow path 13c is formed with the same width as the flow path 10 of the tube 6, and is formed so as to continuously extend from the flow path 10 in the longitudinal direction D2.
  • the flow paths 13a and 13b of the header part 7b branch from the outlet 8b to the side part 12a side and the side part 12b side of the tube 3, and then cross the entire tube 6 in the stacking direction D1. It has a shape extending continuously. For this reason, the flow passages 13a and 13b communicate with all of the plurality of tubes 6 from the side portion 12a side and the side portion 12b side of the tube 3, respectively. Further, the flow passage 13c of the header portion 7b is arranged so as to sandwich the tube 3 in the stacking direction D1. Thereby, the flow paths 13 a, 13 b and 13 c of the header portion 7 b are arranged so as to surround the tube 3.
  • the header portions 7 a and 7 b are formed so that the low-pressure heat medium B flows through the tube 6 in the opposite direction with respect to the high-pressure refrigerant C flowing through the tube 3. That is, the inlet 5a is formed in the header tank 4b and the outlet 5b is formed in the header tank 4a, whereas the inlet 8a is formed in the header 7a and the outlet 8b is formed in the header 7b. Is formed. For this reason, the high-pressure refrigerant C that has flowed into the header tank 4b through the inlet 5a flows through the tube 3 from the header tank 4b toward the header tank 4a and flows out from the outlet 5b of the header tank 4a.
  • the low-pressure heat medium B that has flowed into the header portion 7a through the inlet 8a flows through the tube 6 from the header portion 7a toward the header portion 7b and flows out from the outlet 8b of the header portion 7b. Is done.
  • the vehicle air conditioner connects the air conditioning unit 14 disposed in the vehicle interior of the vehicle, the refrigerant circuit 15 disposed outside the vehicle interior, and the air conditioning unit 14 and the refrigerant circuit 15. Heating medium circuits 16a and 16b.
  • the air conditioning unit 14 has an air flow passage 17 for circulating the air supplied into the vehicle interior.
  • the air flow passage 17 is formed with an inlet port 18a for allowing air to flow into the interior and an outlet port 18b for blowing the air that has circulated inside the vehicle interior.
  • the indoor air blower 19, the heat absorber 20, and the heat radiator 21 are arrange
  • the indoor blower 19 circulates air from the suction port 18a toward the blowout port 18b, and can be composed of, for example, a sirocco fan.
  • the heat absorber 20 cools and dehumidifies the air flowing through the air flow passage 17, and has fins and tubes that exchange heat between the low-pressure heat medium B flowing through the heat medium circuit 16 b and the air flowing through the air flow passage 17. It is a heat exchanger which consists of.
  • the radiator 21 heats the air flowing through the air flow passage 17, and includes a fin and a tube that exchange heat between the low-pressure heat medium B flowing through the heat medium circuit 16 a and the air flowing through the air flow passage 17. It is a heat exchanger.
  • the refrigerant circuit 15 includes a compressor 22, and the heat exchanger 1 of the vehicle heat exchanger 23 a and the outdoor heat exchanger 24 are sequentially connected to the compressor 22 via a refrigerant flow path.
  • the heat exchanger 1 of the vehicle heat exchanger 23a and the outdoor heat exchanger 24 are connected by two refrigerant flow passages extending in parallel via a three-way valve 25, and one refrigerant flow passage is connected to the three-way valve 25 and the outdoor.
  • the heat exchanger 24 is directly connected, and the other refrigerant flow path connects the three-way valve 25 and the outdoor heat exchanger 24 via the expansion valve 26a.
  • the outdoor heat exchanger 24 is connected to the compressor 22 by a refrigerant flow passage branched into two.
  • One of the branched refrigerant flow paths is connected to the outdoor heat exchanger 24 by the flow path 28a of the internal heat exchanger 27, the expansion valve 26b, the heat exchanger 1 of the vehicle heat exchanger 23b, and the internal heat.
  • the flow path 28b of the exchanger 27 and the compressor 22 are sequentially connected.
  • the other refrigerant flow passage directly connects the outdoor heat exchanger 24 to the compressor 22.
  • the compressor 22 compresses the high-pressure refrigerant C.
  • the vehicle heat exchangers 23 a and 23 b include a heat exchanger 1 and a heat exchanger 2. Heat exchange is performed between the high-pressure refrigerant C flowing through the tube 3 of the heat exchanger 1 and the low-pressure heat medium B flowing through the tube 6 of the heat exchanger 2.
  • the outdoor heat exchanger 24 exchanges heat between the high-pressure refrigerant C and the air outside the passenger compartment.
  • the expansion valves 26a and 26b are for depressurizing the high-pressure refrigerant C.
  • the internal heat exchanger 27 improves the operating efficiency of the refrigerant circuit 15 by exchanging heat between the high-pressure refrigerant C flowing out of the outdoor heat exchanger 24 and the high-pressure refrigerant C flowing out of the vehicle heat exchanger 23b. It has a flow passage 28a connected to the outdoor heat exchanger 24 and a flow passage 28b connected to the vehicle heat exchanger 23b.
  • the heat medium circuit 16a includes a pump 29a, and the heat radiator 21 and the heat exchanger 2 of the vehicle heat exchanger 23a are sequentially connected to the pump 29a via a heat medium flow passage.
  • the heat exchanger 2 of the vehicle heat exchanger 23a is again connected to the pump 29a.
  • the heat medium circuit 16b includes a pump 29b, and the heat absorber 20 and the heat exchanger 2 of the vehicle heat exchanger 23b are sequentially connected to the pump 29b via a heat medium flow passage.
  • the heat exchanger 2 of the vehicle heat exchanger 23b is again connected to the pump 29b.
  • the pumps 29a and 29b pump the low-pressure heat medium B.
  • the high-pressure refrigerant C discharged from the compressor 22 is converted into the heat exchanger 1, the outdoor heat exchanger 24, the internal heat exchanger of the vehicle heat exchanger 23a.
  • the flow passage 28 a of the 27, the expansion valve 26 b, the heat exchanger 1 of the vehicle heat exchanger 23 b, and the flow passage 28 b of the internal heat exchanger 27 are sequentially passed through and sucked into the compressor 22.
  • the heat medium circuit 16b the low-pressure heat medium B discharged from the pump 29b flows through the heat absorber 20 and the heat exchanger 2 of the vehicle heat exchanger 23b in this order and is sucked into the pump 29b.
  • the high-pressure refrigerant C flowing through the refrigerant circuit 15 radiates heat in the outdoor heat exchanger 24 and absorbs heat from the low-pressure heat medium B flowing through the heat exchanger 2 in the vehicle heat exchanger 23b.
  • the low-pressure heat medium B flowing through the heat medium circuit 16 b radiates heat in the vehicle heat exchanger 23 b and absorbs heat in the heat absorber 20.
  • the air flowing through the air flow passage 17 is sequentially cooled by heat exchange with the low-pressure heat medium B in the heat absorber 20, and blown out from the air outlet 18 b into the vehicle interior.
  • the high-pressure refrigerant C discharged from the compressor 22 is converted into the heat exchanger 1, the expansion valve 26 a, and the outdoor heat exchanger of the vehicle heat exchanger 23 a.
  • the refrigerant flows in the order of 24 and is sucked into the compressor 22.
  • the low-pressure heat medium B discharged from the pump 29a flows through the heat exchanger 2 and the radiator 21 of the vehicle heat exchanger 23a in this order and is sucked into the pump 29a.
  • the high-pressure refrigerant C flowing through the refrigerant circuit 15 absorbs heat in the outdoor heat exchanger 24 and dissipates heat to the low-pressure heat medium B flowing through the heat exchanger 2 in the vehicle heat exchanger 23a.
  • the low-pressure heat medium B flowing through the heat medium circuit 16a absorbs heat in the vehicle heat exchanger 23a and radiates heat in the radiator 21.
  • the air flowing through the air flow passage 17 is sequentially heated by the heat exchange with the low-pressure heat medium B in the radiator 21, and blown out from the air outlet 18 b into the vehicle interior.
  • the air conditioning unit without drawing the high-pressure refrigerant C into the vehicle interior. 14 can function.
  • Paths 13a and 13b are formed, and the flow paths 13a and 13b communicate with the tube 6, respectively.
  • the low-pressure heat medium B flows so as to separate from the inlet 8a into the side 12a side and the side 12b side of the tube 3 and is guided into the tube 6 from different directions.
  • the flow amount of B can be made uniform in the width direction, and the efficiency of heat exchange with the high-pressure refrigerant C can be improved.
  • the header portion 7b is formed with flow passages 13a and 13b extending in the stacking direction D1 so as to face the side portions 12a and 12b so as to sandwich the tube 3, respectively.
  • the flow passages 13a and 13b are communicated with the tube 6, respectively.
  • the flow rate of the low-pressure heat medium B flowing through the tube 6 can be made uniform in the width direction.
  • the efficiency of heat exchange with the refrigerant C can be improved.
  • the flow passages 13a and 13b have a shape that continuously extends in the stacking direction D1 so as to cross all of the tubes 6. For this reason, the low-pressure heat medium B can be smoothly distributed in the stacking direction D1, and the load on the pumps 29a and 29b for distributing the low-pressure heat medium B can be reduced.
  • the header portions 7a and 7b are provided integrally with the tube 6, and the flow passages 13a and 13b are formed by connecting the ends of the tube 6 in the stacking direction D1. At this time, the flow passages 13a and 13b are formed so as to branch in the width direction from the inflow port 8a or the outflow port 8b by using the configuration of the tube 6. For this reason, header part 7a and 7b can be comprised simply, and the heat exchange body 2 can be compactized.
  • the header portions 7 a and 7 b are formed so that the low-pressure heat medium B flows through the tube 6 in the opposite direction with respect to the high-pressure refrigerant C flowing through the tube 3. For this reason, the heat exchange efficiency between the high-pressure refrigerant C and the low-pressure heat medium B can be further improved.
  • the heat exchange bodies 1 and 2 can be reduced in weight by comprising from aluminum.
  • the heat exchanger 1 by forming the heat exchanger 1 from the seamless tube 3 and the header tanks 4a and 4b, high pressure resistance can be ensured even when the heat exchanger 1 is made of aluminum.
  • the vehicle heat exchangers 23a and 23b can be reduced in weight while ensuring the pressure resistance against the high-pressure refrigerant C.
  • the header portions 7a and 7b have the flow passages 13a and 13b arranged to face both side portions 12a and 12b of the tube 3 so as to sandwich the tube 3, respectively.
  • And 13b extend in the stacking direction D1 and communicate with the tube 6, so that the flow rate of the low-pressure heat medium B in the tube 6 can be made uniform.
  • the flow passages 13a and 13b in the header portions 7a and 7b are formed in a shape continuously extending in the stacking direction D1 so as to cross all the plurality of tubes 6, but extend in the stacking direction D1.
  • the present invention is not limited to this.
  • header tanks 31a and 31b are arranged instead of header tanks 4a and 4b, and header parts 32a and 32b are arranged instead of header parts 7a and 7b. it can.
  • the header tank 31a has a cylindrical shape extending in the stacking direction D1, and an inflow port 33a into which the high-pressure refrigerant C flows is formed at the lower end portion, and an outflow port 33b from which the high-pressure refrigerant C flows out is formed at the upper end portion.
  • a flow passage extending in the stacking direction D1 is formed inside the header tank 31a, and a dividing portion 34 is disposed in the vicinity of the center portion to block the flow passage and divide the flow passage on the upper end side and the lower end side. .
  • the flow path on the lower end side is connected to the inflow port 33a, and the flow path on the upper end side is connected to the outflow port 33b.
  • the header tank 31b has a cylindrical shape with both ends sealed, and one flow passage extending in the stacking direction D1 is formed therein.
  • the header portion 32a is formed integrally with the tube 6, and an inflow port 35a into which the low-pressure heat medium B flows is formed at the upper end portion, and an outflow port 35b from which the low-pressure heat medium B flows out is formed at the lower end portion.
  • two flow paths are formed so as to face the both side portions 12a and 12b of the tube 3 so as to sandwich the tube 3, respectively.
  • Two flow passages extend in the stacking direction D1 and communicate with the tube 6.
  • a dividing portion 36 that blocks the two flow passages in the vicinity of the central portion and divides the two flow passages on the upper end side and the lower end side.
  • the two flow paths on the upper end side extend from the inlet 35a to the vicinity of the central part and communicate with a part of the plurality of tubes 6, and the two flow paths on the lower end part side extend from the outlet 35b to the vicinity of the central part. It extends and communicates with a part of the plurality of tubes 6.
  • the header portion 32b is formed integrally with the tube 6, and two flow passages are formed so as to face the both side portions 12a and 12b of the tube 3 so as to sandwich the tube 3 therein.
  • the flow path extends in the stacking direction D1 and communicates with the tube 6.
  • the high-pressure refrigerant C that has flowed into the header tank 31a via the inflow port 33a is forced to flow through the tube 3 to the header tank 31b side by the dividing portion 34 before reaching the outflow port 33b.
  • the high-pressure refrigerant C that has reached the header tank 31b flows through the header tank 31b toward the upper end, and then flows through the tube 3 toward the header tank 31a.
  • attained the header tank 31a distribute
  • the low-pressure heat medium B that has flowed into the header portion 32a through the inflow port 35a is forced to flow through the tube 6 to the header portion 32b side by the dividing portion 36 before reaching the outflow port 35b.
  • the low-pressure heat medium B that has reached the header portion 32b flows through the header portion 32b toward the lower end portion and then flows through the tube 6 toward the header portion 32a.
  • the low-pressure heat medium B that has reached the header portion 32a flows through the header portion 32a toward the lower end portion and flows out from the outlet 35b.
  • the high-pressure refrigerant C flows back and forth through the tube 3 in the longitudinal direction D2
  • the low-pressure heat medium B flows back and forth through the tube 6 in the longitudinal direction D2.
  • the high-pressure refrigerant C and the low-pressure heat medium B are circulated in opposite directions.
  • the low-pressure heat medium B flows back and forth through the tube 6 in the longitudinal direction D2.
  • the distance through which the low-pressure heat medium B flows through the tube 6 can be increased, and the heat exchange efficiency between the high-pressure refrigerant C and the low-pressure heat medium B can be improved.
  • the high-pressure refrigerant C flows back and forth in the longitudinal direction D2 through the tube 3
  • the distance that the high-pressure refrigerant C flows through the tube 3 can be increased, and heat exchange between the high-pressure refrigerant C and the low-pressure heat medium B can be achieved. Efficiency can be further improved.
  • the plurality of tubes 6 are formed with the same width as the header portions 7a and 7b in the direction orthogonal to the longitudinal direction D2, but it is sufficient that they are in contact with the plurality of tubes 3. It is not limited.
  • a plurality of tubes 41 can be arranged instead of the plurality of tubes 6.
  • the tube 41 is formed with a smaller width than the header portions 7a and 7b in the direction orthogonal to the longitudinal direction D2. That is, the flow path 10 of the tube 41 is formed with a smaller width than the flow path 13c of the header portion 7a.
  • the tube 41 is formed with a width smaller than the header portions 7a and 7b in the direction orthogonal to the longitudinal direction D2, the low-pressure heat medium B flowing through the tube 41 as compared with the first embodiment.
  • the flow rate can be increased, and the heat exchange efficiency between the high-pressure refrigerant C and the low-pressure heat medium B can be improved.
  • the pair of header portions are formed with the two flow passages 13a and 13b that sandwich the tube 3 in a direction orthogonal to the longitudinal direction D2. It is only necessary to form a plurality of flow passages facing the both side portions 12a and 12b of the tube 3, and the present invention is not limited to this.
  • header portions 51a and 51b can be arranged instead of header portions 7a and 7b.
  • the header part 51a has one flow passage 52a that faces the side part 12a of the tube 3 and extends in the stacking direction D1.
  • the header part 51b has one flow path 52b extending in the stacking direction D1 so as to face the side part 12b of the tube 3.
  • the flow passage 52a and the flow passage 52b are arranged so as to sandwich the tube 3 in an oblique direction with respect to the longitudinal direction D2, and are opposed to both side portions 12a and 12b of the tube 3 so as to sandwich the tube 3 from the oblique direction. Will do.
  • the low-pressure heat medium B flows from the inlet 8a to the side part 12a side of the tube 3 and is guided into the tube 6 from the side part 12a side.
  • the low-pressure heat medium B flows from the tube 6 to the header portion 51b in the header portion 51b, it is guided to the side portion 12b side of the tube 3 and flows into the flow passage 52b.
  • the two flow passages 13a and 13b are formed so as to sandwich the tube 3 in the direction orthogonal to the longitudinal direction D2, so that the low-pressure heat medium B of the tube 6 is formed. This is preferable because the flow rate can be made more uniform.
  • the header portion is formed integrally with the tube, but extends in the stacking direction D1 so as to face both side portions 12a and 12b of the tube 3 so as to sandwich the tube 3, respectively. It is only necessary that two arranged flow paths are formed, and they can be formed separately from the tube.

Abstract

【課題】チューブ内における熱媒体の流通量を均一化する車両用熱交換器を提供する。 【解決手段】長尺形状を有し、互いに間隔を空けて積層された複数のチューブ３と、複数のチューブ３の両端部に接続された一対のヘッダタンク４ａおよび４ｂと、長尺形状を有し、複数のチューブ３に当接するように複数のチューブ３の間にそれぞれ配置された複数のチューブ６と、一対のヘッダタンク４ａおよび４ｂの間に配置されて複数のチューブ６の両端部に接続された一対のヘッダ部７ａおよび７ｂとを備え、一対のヘッダ部７ａおよび７ｂは、複数のチューブ３を挟むように複数のチューブ３の長手方向Ｄ２に延びる両側部１２ａおよび１２ｂにそれぞれ対向して配置された複数の流通路１３ａおよび１３ｂを有し、複数の流通路１３ａおよび１３ｂは、複数のチューブ３の積層方向Ｄ１に延びると共に複数のチューブ６に連通する。

Description

車両用熱交換器

　この発明は、車両用熱交換器に係り、特に、車両に搭載された空気調和装置において熱媒体の熱交換を行う車両用熱交換器に関する。

　従来から、車両の空気調和装置において、熱媒体の熱交換を行う車両用熱交換器が提案されている。車両用熱交換器は、例えば、水などの低圧熱媒体が流通する一方のチューブと、二酸化炭素などの高圧冷媒が流通する他方のチューブとを互いに当接して配置することにより、低圧熱媒体と高圧冷媒との間で熱交換させることができる。このような車両用熱交換器において、近年、熱交換効率を向上させる技術が求められている。

　そこで、例えば、特許文献１には、アルミニウム又はアルミニウム合金製の扁平管からなる冷媒管と、冷媒管に対向するステンレス鋼製の扁平管からなる水管とがロウ付け又はハンダ付けによって接合された水熱交換器が開示されている。この水熱交換器は、水管と冷媒管とが交互に積層された構造を有するため、水管と冷媒管との当接面積が増加して熱交換効率を向上させることができる。

特開２０１４－３０８３０号公報

　しかしながら、特許文献１の水熱交換器は、水管に水を流通させるための右側出入口部と左側出入口部とが水管に対して一方の側部側のみに配置されており、水管内における水の流通量に偏りが生じるといった問題があった。

　この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、チューブ内における熱媒体の流通量を均一化する車両用熱交換器を提供することを目的とする。

　この発明に係る車両用熱交換器は、車両に搭載された空気調和装置において第１熱媒体と第２熱媒体とを熱交換する車両用熱交換器であって、長尺形状を有し、互いに間隔を空けて積層された複数の第１チューブと、複数の第１チューブの長手方向に離間して配置されると共に複数の第１チューブの両端部に接続され、複数の第１チューブに第１熱媒体を流通させるための一対のヘッダタンクと、長尺形状を有し、複数の第１チューブに当接するように複数の第１チューブの間にそれぞれ配置された複数の第２チューブと、長手方向に離間して一対のヘッダタンクの間に配置されると共に複数の第２チューブの両端部に接続され、複数の第２チューブに第２熱媒体を流通させるための一対のヘッダ部とを備え、一対のヘッダ部は、複数の第１チューブを挟むように複数の第１チューブの長手方向に延びる両側部にそれぞれ対向して配置された複数の流通路を有し、複数の流通路は、複数の第１チューブの積層方向に延びると共に複数の第２チューブに連通するものである。

　ここで、流通路は、一対のヘッダ部にそれぞれ配置された２つの流通路からなり、２つの流通路は、長手方向に対して直交する方向に第１チューブを挟むように配置することができる。

　また、流通路は、一対のヘッダ部にそれぞれ配置された１つの流通路からなり、一方のヘッダ部の１つの流通路と他方のヘッダ部の１つの流通路は、長手方向に対して斜め方向に第１チューブを挟むように配置することもできる。

　また、一対のヘッダ部は、複数の第２チューブと一体に設けられ、複数の第２チューブの端部を積層方向に接続して複数の流通路が形成されることが好ましい。

　また、一対のヘッダ部は、複数の第１チューブを流通する第１熱媒体に対して第２熱媒体が複数の第２チューブを反対方向に流通するように形成されることが好ましい。

　また、複数の流通路は、複数の第２チューブの全てを横断するように積層方向に連続して延びることができる。

　また、複数の流通路は、第２熱媒体が複数の第２チューブを往復して流通するように積層方向に分割されて延びることもできる。

　また、複数の第２チューブは、長手方向に直交する方向において一対のヘッダ部より小さい幅で形成することができる。

　この発明によれば、一対のヘッダ部は、複数の第１チューブを挟むように複数の第１チューブの長手方向に延びる両側部にそれぞれ対向して配置された複数の流通路を有し、複数の流通路が複数の第１チューブの積層方向に延びると共に複数の第２チューブに連通するので、チューブ内における熱媒体の流通量を均一化する車両用熱交換器を提供することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係る車両用熱交換器の構成を示す斜視図である。 図１のＡ１－Ａ１線断面図である。 ヘッダ部の構成を示し、図３（Ａ）は図１のＡ２－Ａ２線断面図、図３（Ｂ）は図１のＡ３－Ａ３線断面図である。 車両用熱交換器を備えた車両用空気調和装置の構成を示す図である。 車両用空気調和装置を冷房運転する様子を示す図である。 車両用空気調和装置を暖房運転する様子を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る車両用熱交換器の構成を示す図である。 この発明の実施の形態３に係る車両用熱交換器の構成を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１～３の変形例に係る車両用熱交換器の構成を示す断面図である。

　以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

実施の形態１

　図１に、この発明の実施の形態１に係る車両用熱交換器の構成を示す。この車両用熱交換器は、互いに異なる熱媒体が流通する熱交換体１と熱交換体２を有する。

　ここで、熱交換体１を流通する熱媒体としては、例えば、二酸化炭素などの高い圧力で熱交換体１を流通する高圧冷媒Ｃを用いることができる。一方、熱交換体２を流通する熱媒体としては、例えば、水および不凍液などの高圧冷媒Ｃより低い圧力で熱交換体２を流通可能な低圧熱媒体Ｂを用いることができる。

　熱交換体１は、複数のチューブ３と、一対のヘッダタンク４ａおよび４ｂとを有する。　複数のチューブ３は、それぞれ長尺形状を有し、互いに間隔を空けて積層されている。

　一対のヘッダタンク４ａおよび４ｂは、チューブ３に高圧冷媒Ｃを流通させるためのもので、チューブ３の積層方向Ｄ１に延びて下端部が封止された円筒形状を有する。ヘッダタンク４ａおよび４ｂは、チューブ３の長手方向Ｄ２に離間してチューブ３を挟むように配置されており、その側壁部にチューブ３の両端部が接続されている。また、ヘッダタンク４ｂの上端部には高圧冷媒Ｃが流入する流入口５ａが形成され、ヘッダタンク４ａの上端部には高圧冷媒Ｃが流出する流出口５ｂが形成されている。そして、ヘッダタンク４ｂには、流入口５ａから下端部近傍まで積層方向Ｄ１に連続して延びる１つの流通路が形成され、ヘッダタンク４ａには、流出口５ｂから下端部近傍まで積層方向Ｄ１に連続して延びる１つの流通路が形成されている。

　一方、熱交換体２は、複数のチューブ６と、一対のヘッダ部７ａおよび７ｂとを有する。

　複数のチューブ６は、それぞれ長尺形状を有し、複数のチューブ３に当接するように複数のチューブ３の間にそれぞれ配置されている。すなわち、チューブ３とチューブ６は、互いに当接するように積層方向Ｄ１に交互に積層されている。

　一対のヘッダ部７ａおよび７ｂは、チューブ６に低圧熱媒体Ｂを流通させるためのもので、一対のヘッダタンク４ａおよび４ｂの間に長手方向Ｄ２に離間して配置されてチューブ６の両端部に接続されている。ここで、ヘッダ部７ａおよび７ｂは、チューブ６の両端部に同じ幅で一体に設けられており、ヘッダ部７ａの上端部には低圧熱媒体Ｂが流入する１つの流入口８ａが形成され、ヘッダ部７ｂの上端部には低圧熱媒体Ｂが流出する１つの流出口８ｂが形成されている。そして、ヘッダ部７ａには流入口８ａから下端部近傍まで積層方向Ｄ１に連続して延びる流通路が形成され、ヘッダ部７ｂには流出口８ｂから下端部近傍まで積層方向Ｄ１に連続して延びる流通路が形成されている。
　なお、熱交換体１および２は、アルミニウムから構成することが好ましい。

　次に、チューブ３とチューブ６の構成について詳細に説明する。

　図２に示すように、チューブ３は、扁平形状を有し、内部に高圧冷媒Ｃを流通させるための細長い複数の流通路９がチューブ３の両端部を接続するように形成されている。この複数の流通路９は、ヘッダタンク４ａおよび４ｂ内に形成された流通路に連通している。

ここで、チューブ３は、例えば、押し出し成型などを用いて継ぎ目なく形成することが好ましい。

　チューブ６は、チューブ３より幅広な扁平形状を有し、その中央部近傍がチューブ３に当接するように配置されている。チューブ６の内部には、低圧熱媒体Ｂを流通させるための１つの流通路１０がチューブ６の両端部を接続するように形成されている。この流通路１０には、チューブ６の長手方向Ｄ２に延びるインナーフィン１１が配置されている。インナーフィン１１は、伝熱面積を増やして熱伝達効率を向上させるためのもので、流通路１０の幅方向に波形形状を有するように形成されている。

　次に、ヘッダ部７ａおよび７ｂの構成について詳細に説明する。

　図３（Ａ）に示すように、ヘッダ部７ａは、チューブ６と一体に設けられ、チューブ６の端部同士を積層方向Ｄ１に接続管６ａを介して順次接続して形成された２つの流通路１３ａおよび１３ｂを有する。この流通路１３ａおよび１３ｂは、チューブ３を挟むようにチューブ３の長手方向Ｄ２に延びる両側部１２ａおよび１２ｂにそれぞれ対向して配置され、積層方向Ｄ１に延びるように形成されている。この時、流通路１３ａおよび１３ｂは、長手方向Ｄ２に対して直交する方向にチューブ３を挟むように配置されている。また、ヘッダ部７ａには、チューブ６の幅方向に延びて流通路１３ａおよび１３ｂを接続する流通路１３ｃが形成されている。この流通路１３ｃは、チューブ６の流通路１０と同じ幅で形成されており、長手方向Ｄ２に流通路１０から連続して延びるように形成されている。

　ここで、ヘッダ部７ａの流通路１３ａおよび１３ｂは、流入口８ａからチューブ３の側部１２ａ側と側部１２ｂ側とに分岐した後、複数のチューブ６の全てを横断するように積層方向Ｄ１に連続して延びる形状を有する。このため、流通路１３ａおよび１３ｂは、複数のチューブ６の全てにチューブ３の側部１２ａ側と側部１２ｂ側からそれぞれ連通することになる。

　また、ヘッダ部７ａの流通路１３ｃは、チューブ３を積層方向Ｄ１に挟むように配置されている。このため、ヘッダ部７ａの流通路１３ａ、１３ｂおよび１３ｃは、チューブ３を囲むように配置される。

　同様に、ヘッダ部７ｂは、図３（Ｂ）に示すように、チューブ６と一体に設けられ、チューブ６の端部同士を積層方向Ｄ１に接続管６ａを介して順次接続して形成された２つの流通路１３ａおよび１３ｂを有する。この流通路１３ａおよび１３ｂは、チューブ３を挟むようにチューブ３の長手方向Ｄ２に延びる両側部１２ａおよび１２ｂにそれぞれ対向して配置され、積層方向Ｄ１に延びるように形成されている。この時、流通路１３ａおよび１３ｂは、長手方向Ｄ２に対して直交する方向にチューブ３を挟むように配置されている。また、ヘッダ部７ｂには、チューブ６の幅方向に延びて流通路１３ａおよび１３ｂを接続する流通路１３ｃが形成されている。この流通路１３ｃは、チューブ６の流通路１０と同じ幅で形成されており、長手方向Ｄ２に流通路１０から連続して延びるように形成されている。

　ここで、ヘッダ部７ｂの流通路１３ａおよび１３ｂは、流出口８ｂからチューブ３の側部１２ａ側と側部１２ｂ側とに分岐した後、複数のチューブ６の全てを横断するように積層方向Ｄ１に連続して延びる形状を有する。このため、流通路１３ａおよび１３ｂは、複数のチューブ６の全てにチューブ３の側部１２ａ側と側部１２ｂ側からそれぞれ連通することになる。

　また、ヘッダ部７ｂの流通路１３ｃは、チューブ３を積層方向Ｄ１に挟むように配置されている。これにより、ヘッダ部７ｂの流通路１３ａ、１３ｂおよび１３ｃは、チューブ３を囲むように配置される。

　なお、ヘッダ部７ａおよび７ｂは、図１に示すように、チューブ３を流通する高圧冷媒Ｃに対して低圧熱媒体Ｂがチューブ６を反対方向に流通するように形成されている。すなわち、ヘッダタンク４ｂに流入口５ａが形成されると共にヘッダタンク４ａに流出口５ｂが形成されているのに対して、ヘッダ部７ａに流入口８ａが形成されると共にヘッダ部７ｂに流出口８ｂが形成されている。このため、ヘッダタンク４ｂ内へ流入口５ａを介して流入した高圧冷媒Ｃは、チューブ３をヘッダタンク４ｂからヘッダタンク４ａに向かって流通して、ヘッダタンク４ａの流出口５ｂから流出される。これに対して、ヘッダ部７ａ内へ流入口８ａを介して流入した低圧熱媒体Ｂは、チューブ６をヘッダ部７ａからヘッダ部７ｂに向かって流通して、ヘッダ部７ｂの流出口８ｂから流出される。

　次に、車両用熱交換器を備えた車両用空気調和装置の一例について説明する。

　図４に示すように、車両用空気調和装置は、車両の車室内に配置された空調ユニット１４と、車室外に配置された冷媒回路１５と、空調ユニット１４と冷媒回路１５との間を接続する熱媒体回路１６ａおよび１６ｂとを有する。

　空調ユニット１４は、車室内に供給する空気を流通させるための空気流通路１７を有する。空気流通路１７には、内部に空気を流入させるための吸入口１８ａと、内部を流通した空気を車室内に向けて吹き出すための吹出口１８ｂとが形成されている。また、空気流通路１７には、吸入口１８ａから吹出口１８ｂに向かって、室内送風機１９と、吸熱器２０と、放熱器２１とが順次配置されている。

　室内送風機１９は、吸入口１８ａから吹出口１８ｂに向かって空気を流通させるもので、例えばシロッコファンなどから構成することができる。

　吸熱器２０は、空気流通路１７を流通する空気を冷却および除湿するもので、熱媒体回路１６ｂを流通する低圧熱媒体Ｂと空気流通路１７を流通する空気とを熱交換させるフィンとチューブとからなる熱交換器である。

　放熱器２１は、空気流通路１７を流通する空気を加熱するもので、熱媒体回路１６ａを流通する低圧熱媒体Ｂと空気流通路１７を流通する空気とを熱交換させるフィンとチューブとからなる熱交換器である。

　冷媒回路１５は、圧縮機２２を有し、この圧縮機２２に車両用熱交換器２３ａの熱交換体１と、室外熱交換器２４とが冷媒流通路を介して順次接続されている。車両用熱交換器２３ａの熱交換体１と室外熱交換器２４は、三方弁２５を介して並列に延びる２つの冷媒流通路により接続されており、一方の冷媒流通路は三方弁２５と室外熱交換器２４を直接的に接続し、他方の冷媒流通路は膨張弁２６ａを介して三方弁２５と室外熱交換器２４を接続する。さらに、室外熱交換器２４は、２つに分岐された冷媒流通路により圧縮機２２と接続されている。分岐された一方の冷媒流通路は、室外熱交換器２４に対して、内部熱交換器２７の流通路２８ａと、膨張弁２６ｂと、車両用熱交換器２３ｂの熱交換体１と、内部熱交換器２７の流通路２８ｂと、圧縮機２２とを順次接続する。また、他方の冷媒流通路は、室外熱交換器２４を圧縮機２２に直接的に接続する。

　圧縮機２２は、高圧冷媒Ｃを圧縮するものである。

　車両用熱交換器２３ａおよび２３ｂは、図１に示すように、熱交換体１と、熱交換体２とを有する。熱交換体１のチューブ３を流通する高圧冷媒Ｃと熱交換体２のチューブ６を流通する低圧熱媒体Ｂとの間で熱交換される。

　室外熱交換器２４は、高圧冷媒Ｃと車室外の空気とを熱交換するものである。

　膨張弁２６ａおよび２６ｂは、高圧冷媒Ｃを減圧するものである。

　内部熱交換器２７は、室外熱交換器２４から流出した高圧冷媒Ｃと、車両用熱交換器２３ｂから流出した高圧冷媒Ｃとを熱交換して冷媒回路１５の運転効率を向上させるもので、室外熱交換器２４に接続された流通路２８ａと、車両用熱交換器２３ｂに接続された流通路２８ｂとを有する。

　熱媒体回路１６ａは、ポンプ２９ａを有し、このポンプ２９ａに放熱器２１と、車両用熱交換器２３ａの熱交換体２とが熱媒体流通路を介して順次接続されている。そして、車両用熱交換器２３ａの熱交換体２が、再び、ポンプ２９ａに接続されている。

　熱媒体回路１６ｂは、ポンプ２９ｂを有し、このポンプ２９ｂに吸熱器２０と、車両用熱交換器２３ｂの熱交換体２とが熱媒体流通路を介して順次接続されている。そして、車両用熱交換器２３ｂの熱交換体２が、再び、ポンプ２９ｂに接続されている。

　ポンプ２９ａおよび２９ｂは、低圧熱媒体Ｂを圧送するものである。

　以上のように構成された車両用空気調和装置により、冷房運転および暖房運転などを行うことができる。

　次に、車両用空気調和装置の動作の一例を説明する。

　冷房運転では、図５に示すように、冷媒回路１５において、圧縮機２２から吐出された高圧冷媒Ｃが、車両用熱交換器２３ａの熱交換体１、室外熱交換器２４、内部熱交換器２７の流通路２８ａ、膨張弁２６ｂ、車両用熱交換器２３ｂの熱交換体１、内部熱交換器２７の流通路２８ｂの順に流通して圧縮機２２に吸入される。一方、熱媒体回路１６ｂでは、ポンプ２９ｂから吐出された低圧熱媒体Ｂが、吸熱器２０、車両用熱交換器２３ｂの熱交換体２の順に流通してポンプ２９ｂに吸入される。

　この時、冷媒回路１５を流通する高圧冷媒Ｃが、室外熱交換器２４において放熱すると共に車両用熱交換器２３ｂにおいて熱交換体２を流通する低圧熱媒体Ｂから吸熱する。そして、熱媒体回路１６ｂを流通する低圧熱媒体Ｂが、車両用熱交換器２３ｂにおいて放熱すると共に吸熱器２０において吸熱する。

　これにより、空調ユニット１４では、空気流通路１７を流通する空気が、吸熱器２０において低圧熱媒体Ｂとの熱交換により順次冷却されて、吹出口１８ｂから車室内に吹き出される。

　また、暖房運転では、図６に示すように、冷媒回路１５において、圧縮機２２から吐出された高圧冷媒Ｃが、車両用熱交換器２３ａの熱交換体１、膨張弁２６ａ、室外熱交換器２４の順に流通して圧縮機２２に吸入される。一方、熱媒体回路１６ａでは、ポンプ２９ａから吐出された低圧熱媒体Ｂが、車両用熱交換器２３ａの熱交換体２、放熱器２１の順に流通してポンプ２９ａに吸入される。
　この時、冷媒回路１５を流通する高圧冷媒Ｃが、室外熱交換器２４において吸熱すると共に車両用熱交換器２３ａにおいて熱交換体２を流通する低圧熱媒体Ｂに放熱する。そして、熱媒体回路１６ａを流通する低圧熱媒体Ｂが、車両用熱交換器２３ａにおいて吸熱すると共に放熱器２１において放熱する。

　これにより、空調ユニット１４では、空気流通路１７を流通する空気が、放熱器２１において低圧熱媒体Ｂとの熱交換により順次加熱されて、吹出口１８ｂから車室内に吹き出される。

　このように、車両用熱交換器２３ａおよび２３ｂを介して冷媒回路１５と空調ユニット１４との間に熱媒体回路１６ａおよび１６ｂを形成することにより、高圧冷媒Ｃを車室内に引き込むことなく空調ユニット１４を機能させることができる。

　ここで、車両用熱交換器２３ａおよび２３ｂのヘッダ部７ａには、図３（Ａ）に示すように、チューブ３を挟むように側部１２ａおよび１２ｂにそれぞれ対向して積層方向Ｄ１に延びる流通路１３ａおよび１３ｂが形成されており、この流通路１３ａおよび１３ｂがチューブ６にそれぞれ連通されている。これにより、低圧熱媒体Ｂは、流入口８ａからチューブ３の側部１２ａ側と側部１２ｂ側とに別れるように流れて異なる方向からチューブ６内に導かれるため、チューブ６を流れる低圧熱媒体Ｂの流通量を幅方向に均一化することができ、高圧冷媒Ｃとの熱交換効率を向上させることができる。

　同様に、ヘッダ部７ｂには、図３（Ｂ）に示すように、チューブ３を挟むように側部１２ａおよび１２ｂにそれぞれ対向して積層方向Ｄ１に延びる流通路１３ａおよび１３ｂが形成されており、この流通路１３ａおよび１３ｂがチューブ６にそれぞれ連通されている。これにより、低圧熱媒体Ｂは、チューブ６からヘッダ部７ｂへ流入する際にチューブ３の側部１２ａ側と側部１２ｂ側とに導かれて流通路１３ａと流通路１３ｂに流入し、流通路１３ａと流通路１３ｂから流出口８ｂへと流れる。このように、低圧熱媒体Ｂをチューブ３の側部１２ａ側と側部１２ｂ側とに導くことにより、チューブ６を流れる低圧熱媒体Ｂの流通量を幅方向により均一化することができ、高圧冷媒Ｃとの熱交換効率を向上させることができる。

　また、流通路１３ａおよび１３ｂは、チューブ６の全てを横断するように積層方向Ｄ１に連続して延びる形状を有する。このため、低圧熱媒体Ｂを積層方向Ｄ１へスムーズに流通させることができ、低圧熱媒体Ｂを流通させるためのポンプ２９ａおよび２９ｂの負荷を軽減することができる。

　また、ヘッダ部７ａおよび７ｂは、チューブ６と一体に設けられ、チューブ６の端部を積層方向Ｄ１に接続して流通路１３ａおよび１３ｂが形成されている。この時、流通路１３ａおよび１３ｂは、チューブ６の構成を利用して流入口８ａまたは流出口８ｂから幅方向に分岐するように形成されている。このため、ヘッダ部７ａおよび７ｂをシンプルに構成することができ、熱交換体２をコンパクト化することができる。

　また、図１に示すように、ヘッダ部７ａおよび７ｂは、チューブ３を流通する高圧冷媒Ｃに対して低圧熱媒体Ｂがチューブ６を反対方向に流通するように形成されている。このため、高圧冷媒Ｃと低圧熱媒体Ｂとの熱交換効率をより向上させることができる。

　また、熱交換体１および２は、アルミニウムから構成することで軽量化することができる。ここで、熱交換体１は、継ぎ目のないチューブ３と、ヘッダタンク４ａおよび４ｂとから形成することで、アルミニウムから構成した場合でも高い耐圧性を確保することができる。このため、車両用熱交換器２３ａおよび２３ｂは、高圧冷媒Ｃに対する耐圧性を確保しつつ軽量化することができる。

　本実施の形態によれば、ヘッダ部７ａおよび７ｂは、チューブ３を挟むようにチューブ３の両側部１２ａおよび１２ｂにそれぞれ対向して配置された流通路１３ａおよび１３ｂを有し、この流通路１３ａおよび１３ｂが積層方向Ｄ１に延びると共にチューブ６に連通するので、チューブ６内における低圧熱媒体Ｂの流通量を均一化することができる。

実施の形態２

　実施の形態１では、ヘッダ部７ａおよび７ｂにおいて流通路１３ａおよび１３ｂは、複数のチューブ６の全てを横断するように積層方向Ｄ１に連続して延びる形状に形成されたが、積層方向Ｄ１に延びるように形成されていればよく、これに限られるものではない。

　例えば、図７に示すように、実施の形態１において、ヘッダタンク４ａおよび４ｂに換えてヘッダタンク３１ａおよび３１ｂを配置すると共にヘッダ部７ａおよび７ｂに換えてヘッダ部３２ａおよび３２ｂを配置することができる。

　ヘッダタンク３１ａは、積層方向Ｄ１に延びる円筒形状を有し、下端部に高圧冷媒Ｃが流入する流入口３３ａが形成されると共に上端部に高圧冷媒Ｃが流出する流出口３３ｂが形成されている。ヘッダタンク３１ａの内部には、積層方向Ｄ１へ延びる流通路が形成され、中央部近傍に流通路を封鎖して上端部側と下端部側に流通路を分割する分割部３４が配置されている。そして、下端部側の流通路が流入口３３ａに接続され、上端部側の流通路が流出口３３ｂに接続されている。

　ヘッダタンク３１ｂは、両端部が封止された円筒形状を有し、その内部には積層方向Ｄ１に延びる１つの流通路が形成されている。

　ヘッダ部３２ａは、チューブ６と一体に形成され、上端部に低圧熱媒体Ｂが流入する流入口３５ａが形成されると共に下端部に低圧熱媒体Ｂが流出する流出口３５ｂが形成されている。ヘッダ部３２ａの内部には、実施の形態１と同様に、チューブ３を挟むようにチューブ３の両側部１２ａおよび１２ｂにそれぞれ対向して配置された２つの流通路が形成されており、この２つの流通路が積層方向Ｄ１に延びると共にチューブ６に連通されている。ここで、ヘッダ部３２ａの内部には、中央部近傍において２つの流通路を封鎖して上端部側と下端部側に２つの流通路を分割する分割部３６が配置されている。これにより、上端部側の２つの流通路は流入口３５ａから中央部近傍まで延びて複数のチューブ６の一部に連通され、下端部側の２つの流通路は流出口３５ｂから中央部近傍まで延びて複数のチューブ６の一部に連通される。

　ヘッダ部３２ｂは、チューブ６と一体に形成され、内部にチューブ３を挟むようにチューブ３の両側部１２ａおよび１２ｂにそれぞれ対向して配置された２つの流通路が形成されており、この２つの流通路が積層方向Ｄ１に延びると共にチューブ６に連通されている。

　このため、流入口３３ａを介してヘッダタンク３１ａ内へ流入した高圧冷媒Ｃは、流出口３３ｂに到達する前に、分割部３４により強制的にヘッダタンク３１ｂ側へチューブ３を流通する。続いて、ヘッダタンク３１ｂに到達した高圧冷媒Ｃは、ヘッダタンク３１ｂを上端部側へ流通した後、チューブ３をヘッダタンク３１ａ側へ流通する。そして、ヘッダタンク３１ａに到達した高圧冷媒Ｃは、ヘッダタンク３１ａを上端部側へ流通して流出口３３ｂから流出される。

　一方、流入口３５ａを介してヘッダ部３２ａ内へ流入した低圧熱媒体Ｂは、流出口３５ｂに到達する前に、分割部３６により強制的にヘッダ部３２ｂ側へチューブ６を流通する。続いて、ヘッダ部３２ｂに到達した低圧熱媒体Ｂは、ヘッダ部３２ｂを下端部側へ流通した後、チューブ６をヘッダ部３２ａの側へ流通する。そして、ヘッダ部３２ａに到達した低圧熱媒体Ｂは、ヘッダ部３２ａを下端部側へ流通して流出口３５ｂから流出される。

　これにより、高圧冷媒Ｃがチューブ３を長手方向Ｄ２に往復して流通すると共に低圧熱媒体Ｂがチューブ６を長手方向Ｄ２に往復して流通する。また、高圧冷媒Ｃと低圧熱媒体Ｂは、互いに反対方向に流通される。

　本実施の形態によれば、ヘッダ部３２ａに形成された２つの流通路が積層方向Ｄ１に２つに分割されることにより低圧熱媒体Ｂがチューブ６を長手方向Ｄ２に往復して流通するので、低圧熱媒体Ｂがチューブ６を流通する距離を長くすることができ、高圧冷媒Ｃと低圧熱媒体Ｂとの熱交換効率を向上させることができる。同様に、高圧冷媒Ｃがチューブ３を長手方向Ｄ２に往復して流通するので、高圧冷媒Ｃがチューブ３を流通する距離を長くすることができ、高圧冷媒Ｃと低圧熱媒体Ｂとの熱交換効率をさらに向上させることができる。

実施の形態３

　実施の形態１および２では、複数のチューブ６は、長手方向Ｄ２に直交する方向においてヘッダ部７ａおよび７ｂと同じ幅で形成されたが、複数のチューブ３に当接していればよく、これに限られるものではない。

　例えば、図８に示すように、実施の形態１において、複数のチューブ６に換えて複数のチューブ４１を配置することができる。このチューブ４１は、長手方向Ｄ２に直交する方向においてヘッダ部７ａおよび７ｂより小さい幅で形成されている。すなわち、チューブ４１の流通路１０は、ヘッダ部７ａの流通路１３ｃより小さい幅で形成されることになる。

　本実施の形態によれば、チューブ４１が長手方向Ｄ２に直交する方向においてヘッダ部７ａおよび７ｂより小さい幅で形成されるので、実施の形態１と比較してチューブ４１を流れる低圧熱媒体Ｂの流速を高めることができ、高圧冷媒Ｃと低圧熱媒体Ｂとの熱交換効率を向上させることができる。

　なお、実施の形態１～３では、一対のヘッダ部は、長手方向Ｄ２に対して直交する方向にチューブ３を挟む２つの流通路１３ａおよび１３ｂが形成されていたが、チューブ３を挟むようにチューブ３の両側部１２ａおよび１２ｂにそれぞれ対向する複数の流通路が形成されていればよく、これに限られるものではない。

　例えば、図９（Ａ）および（Ｂ）に示すように、実施の形態１において、ヘッダ部７ａおよび７ｂに換えてヘッダ部５１ａおよび５１ｂを配置することができる。

　ヘッダ部５１ａは、チューブ３の側部１２ａに対向して積層方向Ｄ１に延びる１つの流通路５２ａを有する。一方、ヘッダ部５１ｂは、チューブ３の側部１２ｂに対向して積層方向Ｄ１に延びる１つの流通路５２ｂを有する。この流通路５２ａと流通路５２ｂは、長手方向Ｄ２に対して斜め方向にチューブ３を挟むように配置されており、チューブ３を斜め方向から挟むようにチューブ３の両側部１２ａおよび１２ｂにそれぞれ対向することになる。

　このため、ヘッダ部５１ａにおいて低圧熱媒体Ｂは、流入口８ａからチューブ３の側部１２ａ側に流れて、その側部１２ａ側からチューブ６内に導かれる。一方、ヘッダ部５１ｂにおいて低圧熱媒体Ｂは、チューブ６からヘッダ部５１ｂへ流入する際にチューブ３の側部１２ｂ側に導かれて流通路５２ｂに流入する。これにより、チューブ６を流通する低圧熱媒体Ｂは、チューブ３の側部１２ａ側から側部１２ｂ側へ向かって流れるため、チューブ６内において低圧熱媒体Ｂの流通量を均一化することができる。

　ただし、実施の形態１～３のように、長手方向Ｄ２に対して直交する方向にチューブ３を挟むように２つの流通路１３ａおよび１３ｂを形成することで、チューブ６内において低圧熱媒体Ｂの流通量をより均一化することができるため好ましい。

　また、実施の形態１～３では、ヘッダ部は、チューブと一体に形成されていたが、チューブ３を挟むようにチューブ３の両側部１２ａおよび１２ｂにそれぞれ対向して積層方向Ｄ１に延びるように配置された２つの流通路が形成されていればよく、チューブと別体に形成することもできる。

　１，２　熱交換体、３，６，４１　複数のチューブ、４ａ，４ｂ，３１ａ，３１ｂ　ヘッダタンク、５ａ，８ａ，３３ａ，３５ａ　流入口、５ｂ，８ｂ，３３ｂ，３５ｂ　流出口、７ａ，７ｂ，３２ａ，３２ｂ，５１ａ，５１ｂ　ヘッダ部、９，１０　チューブの流通路、１１　インナーフィン、１２ａ，１２ｂ　チューブの側部、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，５２ａ，５２ｂ　ヘッダ部の流通路、１４　空調ユニット、１５　冷媒回路、１６ａ，１６ｂ　熱媒体回路、１７　空気流通路、１８ａ　吸入口、１８ｂ　吹出口、１９　室内送風機、２０　吸熱器、２１　放熱器、２２　圧縮機、２３ａ，２３ｂ　車両用熱交換器、２４　室外熱交換器、２５　三方弁、２６ａ，２６ｂ　膨張弁、２７　内部熱交換器、２８ａ，２８ｂ　内部熱交換器の流通路、２９ａ，２９ｂポンプ、３４，３６　分割部、Ｃ　高圧冷媒、Ｂ　低圧熱媒体、Ｄ１　積層方向、Ｄ２　長手方向。

Claims (8)


  1. 　車両に搭載された空気調和装置において第１熱媒体と第２熱媒体とを熱交換する車両用熱交換器であって、

    　長尺形状を有し、互いに間隔を空けて積層された複数の第１チューブと、

    　前記複数の第１チューブの長手方向に離間して配置されると共に前記複数の第１チューブの両端部に接続され、前記複数の第１チューブに前記第１熱媒体を流通させるための一対のヘッダタンクと、

    　長尺形状を有し、前記複数の第１チューブに当接するように前記複数の第１チューブの間にそれぞれ配置された複数の第２チューブと、

    　前記長手方向に離間して前記一対のヘッダタンクの間に配置されると共に前記複数の第２チューブの両端部に接続され、前記複数の第２チューブに前記第２熱媒体を流通させるための一対のヘッダ部と

    　を備え、

    　前記一対のヘッダ部は、前記複数の第１チューブを挟むように前記複数の第１チューブの前記長手方向に延びる両側部にそれぞれ対向して配置された複数の流通路を有し、

    　前記複数の流通路は、前記複数の第１チューブの積層方向に延びると共に前記複数の第２チューブに連通する車両用熱交換器。

  2. 　前記流通路は、前記一対のヘッダ部にそれぞれ配置された２つの流通路からなり、

    　前記２つの流通路は、前記長手方向に対して直交する方向に前記第１チューブを挟むように配置される請求項１に記載の車両用熱交換器。

  3. 　前記流通路は、前記一対のヘッダ部にそれぞれ配置された１つの流通路からなり、

    　一方のヘッダ部の前記１つの流通路と他方のヘッダ部の前記１つの流通路は、前記長手方向に対して斜め方向に前記第１チューブを挟むように配置される請求項１に記載の車両用熱交換器。

  4. 　前記一対のヘッダ部は、前記複数の第２チューブと一体に設けられ、前記複数の第２チューブの端部を前記積層方向に接続して前記複数の流通路が形成された請求項１～３のいずれか一項に記載の車両用熱交換器。

  5. 　前記一対のヘッダ部は、前記複数の第１チューブを流通する前記第１熱媒体に対して前記第２熱媒体が前記複数の第２チューブを反対方向に流通するように形成される請求項１～４のいずれか一項に記載の車両用熱交換器。

  6. 　前記複数の流通路は、前記複数の第２チューブの全てを横断するように前記積層方向に連続して延びる請求項１～５のいずれか一項に記載の車両用熱交換器。

  7. 　前記複数の流通路は、前記第２熱媒体が前記複数の第２チューブを往復して流通するように前記積層方向に分割されて延びる請求項１～５のいずれか一項に記載の車両用熱交換器。

  8. 　前記複数の第２チューブは、前記長手方向に直交する方向において前記一対のヘッダ部より小さい幅で形成される請求項１～７のいずれか一項に記載の車両用熱交換器。
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