WO2019111849A1 - 熱交換器 - Google Patents
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- F28F2225/00—Reinforcing means
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2255/00—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
- F28F2255/16—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes extruded
Definitions
- the present disclosure relates to a heat exchanger.
- the tube main body is formed by bending a single plate member.
- the tube main body has a curved end obtained by curving a plate-like member, a pair of flat portions disposed opposite to each other, and a protrusion (that is, a crimped portion).
- the protrusion is formed by bending one end of the plate-like member on the opposite side of the curved end to crimp the other end of the plate-like member and the end of the inner fin.
- the outer fin is joined to both the upstream side tube and downstream side tube which were arrange
- heat conduction is performed between the upstream tube and the downstream tube via the outer fin. Therefore, heat exchange between the upstream heat exchange unit and the downstream heat exchange unit can be realized. That is, heat exchange can be realized between the internal fluid flowing through the upstream tube and the internal fluid flowing through the downstream tube.
- the distance between the air flow most downstream side of the joint between the upstream tube and the outer fin and the air flow uppermost side of the joint between the downstream tube and the outer fin becomes long. For this reason, the thermal conductivity between the upstream tube and the downstream tube may be degraded, and the thermal conductivity between the two core portions arranged in series in the air flow direction may be degraded.
- the present disclosure aims to improve the thermal conductivity between a plurality of heat exchange units in a heat exchanger including a plurality of heat exchange units arranged in series with the flow direction of the external fluid.
- a heat exchanger is a heat exchanger that performs heat exchange between an external fluid and an internal fluid, comprising a plurality of heat exchange units arranged in series with the flow direction of the external fluid, Each of the plurality of heat exchange units has a plurality of stacked tubes in which the internal fluid flows, and a plurality of outer fins joined to the outer surface of the tube to increase the heat exchange area with the external fluid.
- the tube is formed in a tubular shape, and has a tube main body through which the internal fluid flows, and a protrusion connected to one end of the tube main body in the flow direction of the external fluid.
- the length dimension of the tube in the protrusion direction in the layering direction is smaller than the length dimension of the tube in the tube body in the layering direction, and the length dimension of the external fluid in the protrusion region is the tube Of the plurality of heat exchange sections, which is larger than the plate thickness of the body section, the heat exchange section disposed on the most upstream side in the flow direction of the external fluid is the upstream heat exchange section, and the external fluid is higher than the upstream heat exchange section.
- the heat exchange section disposed downstream in the flow direction is the downstream heat exchange section
- the tube constituting the upstream heat exchange section is the upstream tube
- the tube constituting the downstream heat exchange section is the downstream tube
- the distance between the portion on the most downstream side of the external fluid flow in the junction of the upstream tube and the outer fin and the portion on the most upstream side of the external fluid flow in the junction of the downstream tube and the outer fin Becomes shorter. Therefore, the thermal conductivity between the upstream tube and the downstream tube can be improved, so the thermal conductivity between the plurality of heat exchange portions arranged in series with the flow direction of the external fluid can be improved. It can be done.
- a plurality of heat exchange portions arranged in series with the flow direction of the external fluid
- the plurality of heat exchange portions respectively include a plurality of stacked tubes in which the internal fluid flows inside, and a plurality of outer fins joined to the outer surface of the tube to increase the heat exchange area with the external fluid
- the heat exchange unit disposed on the most upstream side in the flow direction of the external fluid is the upstream heat exchange unit, and the flow direction of the external fluid is higher than the upstream heat exchange unit.
- the tube forming the upstream heat exchange unit is the upstream tube
- the tube forming the downstream heat exchange unit is the downstream tube.
- Outer fin is the flow of external fluid
- the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the upstream tube is axisymmetric to the center line parallel to the flow direction of the external fluid.
- the plate thickness of the upstream end in the flow direction of the external fluid is larger than the plate thickness of the other portion in the upstream tube
- the downstream tube is formed in a tubular shape and the internal fluid is inside It has a flowing tube main body, and a protrusion connected to the downstream end of the tube main body in the flow direction of the external fluid, and the length dimension of the tube in the protrusion in the stacking direction is the tube main
- the longitudinal dimension of the external fluid in the projecting portion is smaller than the longitudinal dimension of the tube in the stacking direction of the tube, and the longitudinal dimension of the external fluid in the projecting portion is larger than the thickness of the tube body.
- the distance between the portion on the most downstream side of the external fluid flow in the junction of the upstream tube and the outer fin and the portion on the most upstream side of the external fluid flow in the junction of the downstream tube and the outer fin Becomes shorter. Therefore, the thermal conductivity between the upstream tube and the downstream tube can be improved, so the thermal conductivity between the plurality of heat exchange portions arranged in series with the flow direction of the external fluid can be improved. It can be done.
- FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V of FIG. It is an expanded sectional view showing a part of heat exchanger concerning a 2nd embodiment.
- First Embodiment A first embodiment will be described based on FIGS. 1 to 5.
- illustration of the outer fin 5 mentioned later is abbreviate
- the heat exchanger 1 shown in FIG. 1 constitutes a heat pump cycle of a vehicle air conditioner (not shown).
- the heat pump cycle of the present embodiment has a refrigerant circuit in which a refrigerant circulates and a cooling water circuit in which a cooling water circulates.
- the refrigerant circuit is provided by a vapor compression refrigeration cycle.
- the refrigerant circuit can execute a heating operation of heating the air to heat the passenger compartment and a cooling operation of cooling the air to cool the passenger compartment by switching the flow path.
- the refrigerant circuit can perform a defrosting operation that melts and removes the frost that has reached the outdoor heat exchanger 2 that functions as an evaporator that evaporates the refrigerant during the heating operation.
- the outdoor heat exchanger 2 exchanges heat between the low pressure refrigerant flowing inside and the air.
- the outdoor heat exchanger 2 is disposed in the engine room. During the heating operation, the outdoor heat exchanger 2 functions as an evaporator that evaporates the low pressure refrigerant to exhibit a heat absorbing function.
- the outdoor heat exchanger 2 functions as a radiator that dissipates the high pressure refrigerant during the cooling operation.
- the outdoor heat exchanger 2 is configured integrally with the radiator 3.
- the radiator 3 exchanges heat between the cooling water of the cooling water circuit and the air.
- a heat exchanger in which the outdoor heat exchanger 2 and the radiator 3 are integrally configured is referred to as a heat exchanger 1 or a combined heat exchanger 1.
- the heat exchanger 1 has a radiator 3 and an outdoor heat exchanger 2 as a plurality of heat exchange units arranged in series in the air flow direction which is an external fluid.
- the radiator 3 corresponds to the upstream heat exchange unit.
- the outdoor heat exchanger 2 corresponds to the downstream heat exchange unit.
- the radiator 3 and the outdoor heat exchanger 2 are comprised with what is called a tank and tube type heat exchanger.
- the basic configurations of the radiator 3 and the outdoor heat exchanger 2 are equal to each other.
- the radiator 3 has a plurality of stacked upstream tubes 31, an upstream first tank 32 and an upstream second tank 33.
- the upstream side tube 31 is a tubular member which circulates the cooling water which is an internal fluid.
- the upstream tube 31 is formed of a metal (for example, an aluminum alloy) which is excellent in heat conductivity. Details of the upstream tube 31 will be described later.
- the upstream first tank 32 is connected to one end of the plurality of upstream tubes 31.
- the upstream first tank 32 is a header tank that distributes and collects cooling water with respect to the plurality of upstream tubes 31.
- the upstream second tank 33 is connected to the other end of the plurality of upstream tubes 31.
- the upstream second tank 33 is a header tank that distributes and collects cooling water with respect to the plurality of upstream tubes 31.
- the upstream tubes 31 of the radiator 3 are stacked and arranged at a constant interval. Thus, an air passage through which the blown air flows is formed between the upstream tubes 31 adjacent to each other.
- the stacking direction of the upstream tube 31 is referred to as a tube stacking direction.
- the longitudinal direction of the upstream side tube 31 is called tube longitudinal direction.
- An outer fin 5 is disposed in an air passage formed between adjacent upstream tubes 31.
- the outer fin 5 is a heat transfer member joined to the outer surface of the upstream tube 31 to increase the heat exchange area with air.
- the outer fin 5 is a corrugated fin formed by bending a thin plate made of the same material as the upstream tube 31 into a wave shape. That is, the cross-sectional shape perpendicular to the air flow direction in the outer fin 5 is a wave shape having a plurality of flat portions 51 substantially parallel to the air flow direction and a top 52 connecting the adjacent flat portions 51.
- the outer fin 5 and the upstream tube 31 form a radiator core portion 300 which is a heat exchange portion for heat exchange between the cooling water and the air.
- the upstream first tank 32 and the upstream second tank 33 of the radiator 3 are formed of the same material as the upstream tube 31 and have a tubular shape.
- the upstream first tank 32 and the upstream second tank 33 are formed to extend in the tube stacking direction.
- the upstream first tank 32 and the upstream second tank 33 each have a core plate 61 to which the upstream tube 31 is inserted and joined, and a tank main portion 62 that constitutes a tank space together with the core plate 61. .
- the ends in the tube longitudinal direction of the respective upstream tubes 31 are brazed and joined in a state of being inserted into the tube insertion holes 61 a of the core plate 61.
- An upstream partition member 63 is disposed in each of the upstream first tank 32 and the upstream second tank 33.
- the upstream partitioning member 63 is disposed around the central portion of the upstream first tank 32 and the upstream second tank 33 in the stacking direction of the upstream tube 31.
- the upstream partitioning member 63 in the upstream first tank 32 and the upstream partitioning member 63 in the upstream second tank 33 are disposed at the same position in the tube stacking direction.
- the upstream side partition member 63 is a partition part which divides each of the upstream first tank 32 and the upstream second tank 33 into two in the tube stacking direction.
- the upstream first tank 32 and the upstream second tank 33 are partitioned by the upstream partitioning member 63 into an upstream upper tank portion 64 and an upstream lower tank portion 65, respectively.
- the radiator core portion 300 includes two tube groups (i.e., flow path groups) 301 and 302 aligned in the vertical direction.
- a tube group located on the upper side is referred to as a first tube group 301
- a tube group located on the lower side is referred to as a second tube group 302.
- the upstream upper tank portion 64 communicates with the first tube group 301 among the plurality of upstream tubes 31.
- engine cooling water hereinafter referred to as engine cooling water
- the first tube group 301 constitutes an engine radiator that cools the engine cooling water.
- the upstream lower tank portion 65 communicates with the second tube group 302 among the plurality of upstream tubes 31.
- cooling water hereinafter referred to as device cooling water
- the 2nd tube group 302 comprises the apparatus radiator which cools an apparatus cooling water among the radiators 3.
- an inverter or the like that converts DC power supplied from a battery into AC power and outputs the AC power to a traveling motor can be employed.
- an engine cooling water inlet 661 for letting the engine cooling water flow into the tank space of the upstream upper tank portion 64, and a device for causing the equipment cooling water to flow into the tank space of the upstream lower tank portion 65
- the cooling water inlet 662 is connected.
- an engine cooling water outlet 663 for discharging engine cooling water from the tank space of the upstream upper tank portion 64 and a device for discharging equipment cooling water from the tank space of the upstream lower tank portion 65
- the cooling water outlet 664 is connected.
- the outdoor heat exchanger 2 includes a plurality of stacked downstream tubes 21 for circulating the refrigerant, a downstream first tank 22, and a downstream second tank 23.
- the downstream side tube 21 is configured to be equivalent to the upstream side tube 31.
- An outer fin 5 is disposed in an air passage formed between adjacent downstream tubes 21.
- An outdoor heat exchanger core portion 200 which is a heat exchange portion for heat exchange between the refrigerant and the air is formed by the outer fins 5 and the downstream side tube 21. The details of the downstream side tube 21 and the outer fin 5 will be described later.
- the downstream first tank 22 and the downstream second tank 23 of the outdoor heat exchanger 2 are cylindrically formed of the same material as the downstream tube 21.
- the downstream first tank 22 and the downstream second tank 23 are formed to extend in the tube stacking direction.
- the downstream first tank 22 and the downstream second tank 23 are configured in the same manner as the upstream first tank 32 and the upstream second tank 33. That is, the downstream first tank 22 and the downstream second tank 23 each have a core plate 61 and a tank body 62. The ends in the tube longitudinal direction of the respective downstream tubes 21 are brazed and joined in a state of being inserted into the tube insertion holes 61 a of the core plate 61.
- a downstream side partitioning member 67 is disposed inside the downstream side second tank 23.
- the downstream partition member 67 is disposed at the lower end portion of the downstream second tank 23 in the stacking direction of the downstream tube 21.
- the downstream side partitioning member 67 is a partitioning portion that partitions the downstream second tank 23 into two in the stacking direction of the downstream side tube 21.
- the downstream second tank 23 is partitioned by the downstream partitioning member 67 into a downstream upper tank portion 68 and a downstream lower tank portion 69.
- the outdoor heat exchanger core portion 200 has two flow path groups 201 and 202 aligned in the vertical direction.
- a flow path group located on the upper side is referred to as a first flow path group 201
- a flow path group located on the lower side is referred to as a second flow path group 202.
- the downstream side tube 21 constituting the first flow path group 201 is referred to as a first downstream side tube 21a
- the second flow path group 202 is configured.
- the downstream tube 21 is referred to as a second downstream tube 21b.
- the downstream upper side tank portion 68 of the downstream second tank 23 communicates with the first flow path group 201 of the outdoor heat exchanger core portion 200.
- the downstream lower tank portion 69 of the downstream second tank 23 communicates with the second flow path group 202 of the outdoor heat exchanger core portion 200. That is, the downstream upper side tank portion 68 communicates with the first downstream side tube 21a, and the downstream lower side tank portion 69 communicates with the second downstream side tube 21b.
- a refrigerant inlet 665 for allowing the refrigerant to flow into the downstream upper side tank portion 68 is provided.
- a refrigerant outlet 666 for allowing the refrigerant to flow out from the downstream lower tank portion 69 is provided.
- the refrigerant flows from the refrigerant inlet 665 of the outdoor heat exchanger 2 to the downstream upper tank portion 68 of the downstream second tank 23.
- the refrigerant having flowed into the downstream upper tank portion 68 is the first flow path group 201 of the outdoor heat exchanger core portion 200, the space in the tank of the downstream first tank 22, and the second flow path of the outdoor heat exchanger core portion 200. It flows in the order of the group 202 and flows into the downstream lower tank portion 69 of the downstream second tank 23.
- the refrigerant that has flowed into the downstream lower tank portion 69 flows out of the outdoor heat exchanger 2 from the refrigerant outlet 666.
- the outdoor heat exchanger 2 of the present embodiment is configured such that the flow of the refrigerant makes a single U-turn inside thereof.
- Side plates 7 for reinforcing the radiator core portion 300 and the outdoor heat exchanger core portion 200 are provided at both ends of the radiator core portion 300 and the outdoor heat exchanger core portion 200 in the tube stacking direction.
- the side plate 7 extends in parallel with the longitudinal direction of the tube. Both ends of the side plate 7 in the tube longitudinal direction are connected to the core plate 61 of both the radiator 3 and the outdoor heat exchanger 2.
- the side plate 7 of the present embodiment is made of a metal such as an aluminum alloy.
- an inner fin 4 is provided inside the upstream tube 31.
- the inner fin 4 is a corrugated fin formed by bending a thin plate made of the same material as the upstream tube 31 into a wave shape. That is, the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the tube in the inner fin 4 is a wave shape having a plurality of flat portions 41 substantially parallel to the longitudinal direction of the tube and a top 42 connecting the adjacent flat portions 41.
- the upstream tube 31 has a tube body 81 and a protrusion 82.
- the tube main body portion 81 is formed in a tubular shape, and is configured such that cooling water flows inside.
- the protrusion 82 is connected to one end of the tube body 81 in the air flow direction.
- the protrusion 82 is formed to protrude from the tube main body 81 in the air flow direction.
- the protrusion 82 is integrally formed with the tube body 81.
- the upstream tube 31 of the present embodiment is formed by bending a single plate member (i.e., a flat plate).
- the plate-like member is formed of a metal (for example, an aluminum alloy) which is excellent in heat conductivity.
- the upstream side tube 31 has a curved end 8a formed by bending a plate-like member, a pair of flat portions 8b disposed opposite to each other, and a crimped portion 8c provided at the end opposite to the curved end 8a.
- the caulking portion 8c is formed by bending one end 8d of the plate-like member on the opposite side of the curved end 8a so as to sandwich the other end 8e of the plate-like member and one end of the inner fin 4 It is formed by The wavelike top portion 42 of the inner fin 4 is brazed to the inside of the pair of flat plate portions 8 b.
- the protruding portion 82 is configured by the caulking portion 8c.
- the tube main-body part 81 is comprised by the curved end part 8a, a pair of flat plate part 8b, etc.
- the length dimension L1 of the protrusion 82 in the tube stacking direction is smaller than the length dimension L2 of the tube body 81 in the tube stacking direction.
- the length dimension L3 of the protrusion 82 in the air flow direction is larger than the plate thickness L4 of the tube main body 81.
- the plate thickness L4 of the tube body 81 means the plate thickness of the plate-like member constituting the tube body 81.
- a step 8h is generated between the protrusion 82 and the flat plate 8b. Is formed.
- the protrusion 82 is connected to the upstream end of the tube body 81 in the air flow direction.
- the protrusion 82 is connected to the downstream side end of the tube body 81 in the air flow direction.
- Each outer fin 5 is joined to both the upstream side tube 31 and the downstream side tube 21 aligned in the air flow direction. Specifically, the wavelike crests 52 of the outer fins 5 are brazed to the outer surfaces of the pair of flat plate portions 8 b of the upstream tube 31 and the downstream tube 21 respectively. For this reason, heat conduction is performed between the upstream tube 31 and the downstream tube 21 through the outer fin 5.
- a louver 53 is integrally formed on the flat portion 51 of the outer fin 5 by cutting and raising the flat portion 51.
- a plurality of louvers 53 are provided along the air flow direction.
- engine cooling water or apparatus cooling water is flowing through the upstream tube 31 as an internal fluid.
- a refrigerant flows as an internal fluid in the downstream side tube 21. Therefore, in the present embodiment, the internal fluid flowing through the upstream tube 31 and the internal fluid flowing through the downstream tube 21 are different in kind from each other and at mutually different temperatures.
- the protrusion 82 is connected to the upstream end of the tube main body 81 in the air flow direction. Furthermore, in the downstream side tube 21, the projecting portion 82 is connected to the downstream side end in the air flow direction in the tube main body 81.
- the combined heat exchanger 1 of the present embodiment it is not necessary to change the distance D2 between the upstream tube 31 and the downstream tube 21 with respect to the conventional combined heat exchanger. Therefore, the conventional core plate 61 or the like can be used as it is. Therefore, it is possible to improve the thermal conductivity between the outdoor heat exchanger 2 and the radiator 3 while suppressing the change of the existing configuration as much as possible.
- the protrusion 82 is connected to the downstream side end in the air flow direction in the tube main body 81, so that the step on the downstream side tube 21 8 h is located downstream of the tube body 81 in the air flow. Therefore, when condensed water is generated on the outer surface of the downstream side tube 21, the condensed water flows into the step 8h. And the condensed water which flowed in into level
- the complex heat exchanger 1 of the present embodiment it is possible to achieve both chipping resistance and drainage of condensed water.
- the projecting portion 82 is connected to the end on the same side in the air flow direction in the tube main body 81. For this reason, although one of the chipping resistance and the drainage of condensed water can be improved, it is impossible to improve both (that is, to achieve both).
- the upstream side tube 31 and the downstream side tube 21 are the reference line S1 parallel to the tube stacking direction. It is formed to be symmetrical with respect to the line. Therefore, the shape of the tube insertion hole 61a of the core plate 61 can be made line symmetrical with respect to the reference line S1. Thereby, since the insertability of the upstream tube 31 and the downstream tube 21 can be improved, the assemblability of the composite heat exchanger 1 can be improved.
- the present embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the upstream tube 31.
- the upstream tube 31 of the present embodiment is constituted by a multi-hole tube having a plurality of small passages 8f inside.
- Such multi-hole tubes can be formed by extrusion.
- the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the upstream tube 31 is axisymmetric with respect to a center line S2 parallel to the air flow direction.
- the plate thickness L5 of the upstream side end portion 8g in the air flow direction is thicker than the plate thickness L6 of the other portion in the upstream side tube 31.
- the air flow most upstream in the joint portion between the downstream tube 21 and the outer fin 5 and the downstreammost portion 85 of the joint portion between the upstream tube 31 and the outer fin 5 and the joint portion between the downstream tube 21 and the outer fin 5 The distance D1 to the side portion 86 becomes short. Therefore, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment.
- the plate thickness L5 of the upstream end 8g in the air flow direction is thicker than the plate thickness L6 of the other portion of the upstream tube 31 By doing this, chipping resistance can be improved. For this reason, also in the complex heat exchanger 1 of the present embodiment, it is possible to achieve both chipping resistance and drainage of condensed water, as in the first embodiment.
- the upstream tube 31 and the downstream tube 21 are formed by bending a single plate-like member, and an example in which the projecting portion 82 is configured by the caulking portion 8c has been described.
- the configuration of the upstream tube 31, the downstream tube 21 and the protrusion 82 is not limited to this.
- the upstream tube 31 and the downstream tube 21 may be formed by extrusion, and the rod-like or plate-like protrusion 82 may be formed integrally with the tube body 81.
- the upstream heat exchange unit and the downstream heat exchange unit It is not limited to these.
- the outdoor heat exchanger 2 may be employed for both the upstream heat exchange unit and the downstream heat exchange unit.
- the internal fluid flowing through the upstream tube 31 and the internal fluid flowing through the downstream tube 21 are both refrigerants. That is, the internal fluid flowing through the upstream tube 31 and the internal fluid flowing through the downstream tube 21 are of the same kind and at mutually different temperatures.
- the structure of the radiator 3 is not limited to this.
- the radiator 3 may be configured to have the function of any one of an engine radiator and an equipment radiator.
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Abstract
熱交換器は、外部流体の流れ方向に対して直列に配置された複数の熱交換部(2、3)を備える。複数の熱交換部のチューブ(21、31)はチューブ本体部(81)と突出部(82)とを有している。突出部におけるチューブ積層方向の長さ寸法(L1)は、チューブ本体部おけるチューブ積層方向の長さ寸法(L2)よりも小さい。突出部における空気流れ方向の長さ寸法(L3)は、チューブ本体部の板厚(L4)よりも大きい。各アウターフィン(5)は、空気流れ方向に並んだ上流側チューブ(31)および下流側チューブ(21)の双方に接合されている。上流側チューブでは、突出部がチューブ本体部における空気流れ上流側端部に接続されている。下流側チューブでは、突出部がチューブ本体部における空気流れ下流側端部に接続されている。
Description
本出願は、2017年12月8日に出願された日本特許出願2017-236168号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、熱交換器に関するものである。
従来、複数のチューブおよび複数のアウターフィンを交互に積層して構成された熱交換部を有する熱交換器が、特許文献1に開示されている。この特許文献1の熱交換器では、チューブとして、内部流体が流通するチューブ本体部の内部に、内部流体との接触面積を増大させるインナーフィンを設けたものが用いられている。
チューブ本体部は、1枚の板状部材を折り曲げることにより形成されている。具体的には、チューブ本体部は、板状部材を湾曲させた湾曲端部、互いに対向配置された一対の平板部、および、突出部(すなわちカシメ部)を有している。突出部は、湾曲端部の反対側において、板状部材の一方の端部を折り曲げて、板状部材の他方の端部とインナーフィンの端部とを挟み込むようにかしめることにより形成されている。
ところで、上記特許文献1の熱交換器では、2つの熱交換部が、外部流体である空気の流れ方向に対して直列に配置されている。ここで、上記特許文献1の熱交換器において、空気流れ上流側に配置された熱交換部を構成するチューブを上流側チューブといい、空気流れ下流側に配置された熱交換部を構成するチューブを下流側チューブという。
上記特許文献1の熱交換器では、上流側チューブおよび下流側チューブに、互いに同一の冷媒が流通している。そして、上流側チューブおよび下流側チューブの双方において、突出部はチューブ本体部の空気流れ下流側の端部に接続されている。
これにより、上流側チューブおよび下流側チューブのそれぞれにおいて、凝縮水の排水性を向上させることができる。これは、チューブにおいて、突出部と平板部との間に段差が形成されており、この段差に流れ込んだ凝縮水を空気の流れにより排出できるためである。
ところで、上記特許文献1の熱交換器では、アウターフィンは、空気流れ方向に並んで配置された上流側チューブおよび下流側チューブの双方に接合されている。これにより、上流側チューブおよび下流側チューブの間でアウターフィンを介して熱伝導が行われる。このため、上流側熱交換部と下流側熱交換部との間の熱交換を実現できる。すなわち、上流側チューブを流れる内部流体と、下流側チューブを流れる内部流体との間の熱交換を実現できる。
しかしながら、このような熱交換器において、上述したように、上流側チューブおよび下流側チューブの双方において、突出部をチューブ本体部における空気流れ下流側の端部に配置すると、以下のような事態が生じうる。
すなわち、上流側チューブとアウターフィンとの接合部のうち空気流れ最下流側の部位と、下流側チューブとアウターフィンとの接合部のうち空気流れ最上流側の部位との距離が長くなる。このため、上流側チューブと下流側チューブとの間の熱伝導性が悪化し、空気流れ方向に対して直列に配置された2つコア部間の熱伝導性が悪化するおそれがある。
本開示は、外部流体の流れ方向に対して直列に配置された複数の熱交換部を備える熱交換器において、複数の熱交換部間の熱伝導性を向上させることを目的とする。
本開示の一態様による熱交換器は、外部流体と内部流体との間で熱交換を行う熱交換器において、外部流体の流れ方向に対して直列に配置された複数の熱交換部を備え、複数の熱交換部は、それぞれ、内部に内部流体が流れる複数本積層されたチューブと、チューブの外表面に接合されて外部流体との熱交換面積を増大させる複数のアウターフィンと、を有しており、チューブは、筒状に形成されるとともに、内部に内部流体が流れるチューブ本体部と、チューブ本体部のうち外部流体の流れ方向における一方の端部に接続される突出部と、を有しており、突出部におけるチューブの積層方向の長さ寸法は、チューブ本体部におけるチューブの積層方向の長さ寸法よりも小さく、突出部における外部流体の流れ方向の長さ寸法は、チューブ本体部の板厚よりも大きく、複数の熱交換部のうち、外部流体の流れ方向の最上流側に配置される熱交換部を上流側熱交換部とし、上流側熱交換部よりも外部流体の流れ方向の下流側に配置される熱交換部を下流側熱交換部とし、上流側熱交換部を構成するチューブを上流側チューブとし、下流側熱交換部を構成するチューブを下流側チューブとしたとき、各アウターフィンは、外部流体の流れ方向に並んだ上流側チューブおよび下流側チューブの双方に接合されており、上流側チューブでは、突出部がチューブ本体部における外部流体の流れ方向の上流側端部に接続されており、下流側チューブでは、突出部がチューブ本体部における外部流体の流れ方向における下流側端部に接続されている。
これによれば、上流側チューブとアウターフィンとの接合部のうち外部流体流れ最下流側の部位と、下流側チューブとアウターフィンとの接合部のうち外部流体流れ最上流側の部位との距離が短くなる。このため、上流側チューブと下流側チューブとの間における熱伝導性を向上させることができるので、外部流体の流れ方向に対して直列に配置された複数の熱交換部間の熱伝導性を向上させることができる。
本開示の熱交換器は、他の態様として、外部流体と内部流体との間で熱交換を行う熱交換器において、外部流体の流れ方向に対して直列に配置された複数の熱交換部を備え、複数の熱交換部は、それぞれ、内部に内部流体が流れる複数本積層されたチューブと、チューブの外表面に接合されて外部流体との熱交換面積を増大させる複数のアウターフィンと、を有しており、複数の熱交換部のうち、外部流体の流れ方向の最上流側に配置される熱交換部を上流側熱交換部とし、上流側熱交換部よりも外部流体の流れ方向の下流側に配置される熱交換部を下流側熱交換部とし、上流側熱交換部を構成するチューブを上流側チューブとし、下流側熱交換部を構成するチューブを下流側チューブとしたとき、各アウターフィンは、外部流体の流れ方向に並んだ上流側チューブおよび下流側チューブの双方に接合されており、上流側チューブの長手方向に垂直な断面形状は、外部流体の流れ方向に平行な中心線に対して線対称であり、上流側チューブは、外部流体の流れ方向における上流側端部の板厚が、上流側チューブにおける他の部位の板厚より大きく、下流側チューブは、筒状に形成されるとともに、内部に内部流体が流れるチューブ本体部と、チューブ本体部のうち外部流体の流れ方向における下流側端部に接続される突出部と、を有しており、突出部におけるチューブの積層方向の長さ寸法は、チューブ本体部におけるチューブの積層方向の長さ寸法よりも小さく、突出部における外部流体の流れ方向の長さ寸法は、チューブ本体部の板厚よりも大きい。
これによれば、上流側チューブとアウターフィンとの接合部のうち外部流体流れ最下流側の部位と、下流側チューブとアウターフィンとの接合部のうち外部流体流れ最上流側の部位との距離が短くなる。このため、上流側チューブと下流側チューブとの間における熱伝導性を向上させることができるので、外部流体の流れ方向に対して直列に配置された複数の熱交換部間の熱伝導性を向上させることができる。
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
(第1実施形態)
第1実施形態について図1~図5に基づいて説明する。なお、図1では、後述するアウターフィン5の図示を省略している。
第1実施形態について図1~図5に基づいて説明する。なお、図1では、後述するアウターフィン5の図示を省略している。
図1に示す熱交換器1は、図示しない車両用空調装置のヒートポンプサイクルを構成している。本実施形態のヒートポンプサイクルは、冷媒が循環する冷媒回路と、冷却水が循環する冷却水回路とを有している。
冷媒回路は、蒸気圧縮式冷凍サイクルによって提供される。冷媒回路は、流路を切り替えることによって、空気を加熱して車室内を暖房する暖房運転、および空気を冷却して車室内を冷房する冷房運転を実行できる。冷媒回路は、暖房運転の間に冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器2に着いた霜を融解させて取り除く除霜運転を実行できる。
室外熱交換器2は、内部を流通する低圧冷媒と空気とを熱交換させる。室外熱交換器2は、エンジンルーム内に配置されている。室外熱交換器2は、暖房運転時には、低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮する蒸発器として機能する。室外熱交換器2は、冷房運転時には、高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能する。室外熱交換器2は、ラジエータ3と一体的に構成されている。ラジエータ3は、冷却水回路の冷却水と空気とを熱交換させる。
以下、室外熱交換器2およびラジエータ3が一体的に構成された熱交換器を、熱交換器1または複合熱交換器1と呼ぶ。
熱交換器1は、外部流体である空気流れ方向に対して直列に配置された複数の熱交換部として、ラジエータ3および室外熱交換器2を有している。ラジエータ3が、上流側熱交換部に相当している。室外熱交換器2が、下流側熱交換部に相当している。
図1および図2に示すように、ラジエータ3および室外熱交換器2は、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器で構成されている。ラジエータ3および室外熱交換器2の基本構成は互いに同等である。
ラジエータ3は、複数本積層された上流側チューブ31、上流側第1タンク32および上流側第2タンク33を有している。上流側チューブ31は、内部流体である冷却水を流通させる管状部材である。上流側チューブ31は、伝熱性に優れる金属(例えばアルミニウム合金)で形成されている。この上流側チューブ31の詳細については後述する。
上流側第1タンク32は、複数本の上流側チューブ31の一端部に接続されている。上流側第1タンク32は、複数本の上流側チューブ31に対して冷却水の分配および集合を行うヘッダタンクである。
上流側第2タンク33は、複数本の上流側チューブ31の他端部に接続されている。上流側第2タンク33は、複数本の上流側チューブ31に対して冷却水の分配および集合を行うヘッダタンクである。
ラジエータ3の各上流側チューブ31は、一定の間隔を開けて積層配置されている。これにより、隣り合う上流側チューブ31同士の間に、送風空気が流通する空気通路が形成される。
以下、上流側チューブ31の積層方向を、チューブ積層方向という。また、上流側チューブ31の長手方向を、チューブ長手方向という。
隣り合う上流側チューブ31同士の間に形成される空気通路には、アウターフィン5が配置されている。アウターフィン5は、上流側チューブ31の外表面に接合されて空気との熱交換面積を増大させる伝熱部材である。
アウターフィン5は、上流側チューブ31と同じ材質の薄板材を波状に曲げ成形することによって形成されたコルゲートフィンである。すなわち、アウターフィン5における空気流れ方向に垂直な断面形状は、空気流れ方向と略平行な複数の平面部51と、隣り合う平面部51間を繋ぐ頂部52とを有する波形状である。このアウターフィン5および上流側チューブ31により、冷却水と空気とを熱交換させる熱交換部であるラジエータコア部300が形成されている。
ラジエータ3の上流側第1タンク32および上流側第2タンク33は、上流側チューブ31と同じ材質にて、筒状に形成されている。上流側第1タンク32および上流側第2タンク33は、チューブ積層方向に延びる形状に形成されている。
上流側第1タンク32および上流側第2タンク33は、それぞれ、上流側チューブ31が挿入接合されるコアプレート61と、コアプレート61とともにタンク空間を構成するタンク本体部62とを有している。各上流側チューブ31のチューブ長手方向の端部が、コアプレート61のチューブ挿入穴61aに挿入された状態でろう付け接合されている。
上流側第1タンク32および上流側第2タンク33の内部には、それぞれ、上流側仕切部材63が配置されている。上流側仕切部材63は、上流側第1タンク32および上流側第2タンク33それぞれの内部のうち、上流側チューブ31の積層方向における中央部周辺に配置されている。上流側第1タンク32内の上流側仕切部材63と、上流側第2タンク33内の上流側仕切部材63とは、チューブ積層方向における同一位置に配置されている。
上流側仕切部材63は、上流側第1タンク32および上流側第2タンク33それぞれを、チューブ積層方向に2つに仕切る仕切部である。上流側第1タンク32および上流側第2タンク33は、それぞれ、上流側仕切部材63により、上流側上側タンク部64と上流側下側タンク部65とに仕切られている。
ラジエータコア部300は、上下方向に並ぶ2つのチューブ群(すなわち流路群)301、302を有している。以下、ラジエータコア部300において、上方側に位置するチューブ群を第1チューブ群301といい、下方側に位置するチューブ群を第2チューブ群302という。
上流側上側タンク部64は、複数本の上流側チューブ31のうち第1チューブ群301と連通している。第1チューブ群301に属する上流側チューブ31には、図示しないエンジンの冷却水(以下、エンジン冷却水という)が流通する。このため、ラジエータ3のうち、第1チューブ群301は、エンジン冷却水を冷却するエンジンラジエータを構成している。
上流側下側タンク部65は、複数本の上流側チューブ31のうち第2チューブ群302と連通している。第2チューブ群302に属する上流側チューブ31には、図示しない冷却対象機器の冷却水(以下、機器冷却水という)が流通する。このため、ラジエータ3のうち、第2チューブ群302は、機器冷却水を冷却する機器ラジエータを構成している。なお、冷却対象機器としては、電池から供給された直流電力を交流電力に変換して走行用モータに出力するインバータ等を採用することができる。
上流側第1タンク32には、上流側上側タンク部64のタンク空間にエンジン冷却水を流入させるエンジン冷却水入口661と、上流側下側タンク部65のタンク空間に機器冷却水を流入させる機器冷却水入口662とが接続されている。上流側第2タンク33には、上流側上側タンク部64のタンク空間からエンジン冷却水を流出させるエンジン冷却水出口663と、上流側下側タンク部65のタンク空間から機器冷却水を流出させる機器冷却水出口664とが接続されている。
室外熱交換器2は、ラジエータ3と同様に、冷媒を流通させる複数本積層された下流側チューブ21、下流側第1タンク22および下流側第2タンク23を有している。
下流側チューブ21は、上流側チューブ31と同等に構成されている。隣り合う下流側チューブ21同士の間に形成される空気通路には、アウターフィン5が配置されている。このアウターフィン5および下流側チューブ21により、冷媒と空気とを熱交換させる熱交換部である室外熱交換器コア部200が形成されている。下流側チューブ21およびアウターフィン5の詳細については後述する。
室外熱交換器2の下流側第1タンク22および下流側第2タンク23は、下流側チューブ21と同じ材質にて、筒状に形成されている。下流側第1タンク22および下流側第2タンク23は、チューブ積層方向に延びる形状に形成されている。
下流側第1タンク22および下流側第2タンク23は、上流側第1タンク32および上流側第2タンク33と同様に構成されている。すなわち、下流側第1タンク22および下流側第2タンク23は、それぞれ、コアプレート61およびタンク本体部62を有している。各下流側チューブ21のチューブ長手方向の端部が、コアプレート61のチューブ挿入穴61aに挿入された状態でろう付け接合されている。
下流側第2タンク23の内部には、下流側仕切部材67が配置されている。下流側仕切部材67は、下流側第2タンク23の内部のうち、下流側チューブ21の積層方向における下端側部位に配置されている。
下流側仕切部材67は、下流側第2タンク23を下流側チューブ21の積層方向に2つに仕切る仕切部である。下流側第2タンク23は、下流側仕切部材67により、下流側上側タンク部68と下流側下側タンク部69とに仕切られている。
室外熱交換器コア部200は、上下方向に並ぶ2つの流路群201、202を有している。以下、室外熱交換器コア部200において、上方側に位置する流路群を第1流路群201といい、下方側に位置する流路群を第2流路群202という。また、室外熱交換器コア部200を構成する下流側チューブ21のうち、第1流路群201を構成する下流側チューブ21を第1下流側チューブ21aといい、第2流路群202を構成する下流側チューブ21を第2下流側チューブ21bという。
下流側第2タンク23の下流側上側タンク部68は、室外熱交換器コア部200の第1流路群201と連通している。下流側第2タンク23の下流側下側タンク部69は、室外熱交換器コア部200の第2流路群202と連通している。つまり、下流側上側タンク部68は第1下流側チューブ21aと連通し、下流側下側タンク部69は第2下流側チューブ21bと連通している。
下流側第2タンク23における下流側仕切部材67の上方側には、下流側上側タンク部68に冷媒を流入させる冷媒流入口665が設けられている。下流側第2タンク23における下流側仕切部材67の下方側には、下流側下側タンク部69から冷媒を流出させる冷媒流出口666が設けられている。
冷媒は、室外熱交換器2の冷媒流入口665から下流側第2タンク23の下流側上側タンク部68へ流入する。下流側上側タンク部68へ流入した冷媒は、室外熱交換器コア部200の第1流路群201、下流側第1タンク22のタンク内空間、室外熱交換器コア部200の第2流路群202の順に流れて、下流側第2タンク23の下流側下側タンク部69へ流入する。下流側下側タンク部69へ流入した冷媒は、冷媒流出口666から室外熱交換器2の外部へ流出する。このように、本実施形態の室外熱交換器2は、その内部において冷媒の流れが1回Uターンするように構成されている。
ラジエータコア部300および室外熱交換器コア部200におけるチューブ積層方向の両端部には、ラジエータコア部300および室外熱交換器コア部200を補強するサイドプレート7が設けられている。サイドプレート7は、チューブ長手方向と平行に延びている。サイドプレート7におけるチューブ長手方向の両端部は、ラジエータ3および室外熱交換器2双方のコアプレート61に接続されている。本実施形態のサイドプレート7は、アルミニウム合金等の金属で構成されている。
続いて、本実施形態の上流側チューブ31および下流側チューブ21の詳細な構成について説明する。本実施形態では、上流側チューブ31および下流側チューブ21は同様の構成を備えているので、上流側チューブ31の構成についてのみ説明する。
図3および図4に示すように、上流側チューブ31の内部には、インナーフィン4が設けられている。インナーフィン4は、上流側チューブ31と同じ材質の薄板材を波状に曲げ成形することによって形成されたコルゲートフィンである。すなわち、インナーフィン4におけるチューブ長手方向に垂直な断面形状は、チューブ長手方向と略平行な複数の平面部41と、隣り合う平面部41間を繋ぐ頂部42とを有する波形状である。
上流側チューブ31は、チューブ本体部81および突出部82を有している。チューブ本体部81は、筒状に形成されるとともに、内部に冷却水が流れるように構成されている。
突出部82は、チューブ本体部81のうち空気流れ方向における一方の端部に接続されている。突出部82は、チューブ本体部81から空気流れ方向に突出するように形成されている。突出部82は、チューブ本体部81と一体に形成されている。
本実施形態の上流側チューブ31は、1枚の板状部材(すなわち平板)を折り曲げることにより形成されている。この板状部材は、伝熱性に優れる金属(例えばアルミニウム合金)で形成されている。
上流側チューブ31は、板状部材を湾曲させた湾曲端部8aと、互いに対向配置された一対の平板部8bと、湾曲端部8aの反対側の端部に設けられたカシメ部8cとを有している。カシメ部8cは、湾曲端部8aの反対側において、板状部材の一方の端部8dを折り曲げて、板状部材の他方の端部8eおよびインナーフィン4の一端部を挟み込むようにかしめることにより形成されている。一対の平板部8bの内側には、インナーフィン4における波状の頂部42がろう付け接合されている。
本実施形態では、カシメ部8cにより突出部82が構成されている。また、湾曲端部8aおよび一対の平板部8b等により、チューブ本体部81が構成されている。
図4に示すように、突出部82におけるチューブ積層方向の長さ寸法L1は、チューブ本体部81におけるチューブ積層方向の長さ寸法L2よりも小さい。突出部82における空気流れ方向の長さ寸法L3は、チューブ本体部81の板厚L4よりも大きい。なお、チューブ本体部81の板厚L4とは、チューブ本体部81を構成する板状部材の板厚を意味している。
ここで、突出部82におけるチューブ積層方向の長さ寸法L1が、チューブ本体部81におけるチューブ積層方向の長さ寸法L2よりも小さいため、突出部82と平板部8bとの間には、段差8hが形成されている。
図5に示すように、上流側チューブ31では、突出部82がチューブ本体部81における空気流れ方向の上流側端部に接続されている。下流側チューブ21では、突出部82がチューブ本体部81における空気流れ方向における下流側端部に接続されている。
各アウターフィン5は、空気流れ方向に並んだ上流側チューブ31および下流側チューブ21の双方に接合されている。具体的には、アウターフィン5における波状の頂部52は、上流側チューブ31および下流側チューブ21それぞれにおける一対の平板部8bの外表面に、ろう付け接合されている。このため、上流側チューブ31と下流側チューブ21との間でアウターフィン5を介して熱伝導が行われる。
アウターフィン5の平面部51には、平面部51を切り起こすことによりルーバ53が一体形成されている。ルーバ53は、空気流れ方向に沿って複数設けられている。
ところで、上流側チューブ31には、内部流体としてエンジン冷却水または機器冷却水が流れている。下流側チューブ21には、内部流体として冷媒が流れている。したがって、本実施形態では、上流側チューブ31を流れる内部流体と、下流側チューブ21を流れる内部流体とが、互いに異なる種類、かつ、互いに異なる温度である。
以上説明したように、本実施形態の複合熱交換器1では、上流側チューブ31において、突出部82をチューブ本体部81における空気流れ方向の上流側端部に接続している。さらに、下流側チューブ21において、突出部82をチューブ本体部81における空気流れ方向における下流側端部に接続している。
これによれば、図5に示すように、上流側チューブ31とアウターフィン5との接合部のうち空気流れ最下流側の部位85と、下流側チューブ21とアウターフィン5との接合部のうち空気流体流れ最上流側の部位86との距離D1が短くなる。このため、上流側チューブ31と下流側チューブ21との間におけるアウターフィン5を介した熱伝導性を向上させることができる。したがって、空気流れ方向に対して直列に配置された室外熱交換器2およびラジエータ3間の熱伝導性を向上させることが可能となる。
さらに、本実施形態の複合熱交換器1では、上流側チューブ31および下流側チューブ21間の距離D2を、従来の複合熱交換器に対して変更する必要はない。このため、従来のコアプレート61等をそのまま用いることができる。したがって、既存の構成の変更を極力抑えつつ、室外熱交換器2およびラジエータ3間の熱伝導性を向上させることが可能となる。
また、本実施形態のように、室外熱交換器2の上流側チューブ31において、突出部82をチューブ本体部81における空気流れ方向の上流側端部に接続することで、走行時の飛び石等の飛来物によりチューブ本体部81が破損する可能性を低減できる。したがって、耐チッピング性を向上させることができる。
また、本実施形態のように、室外熱交換器2の下流側チューブ21において、突出部82をチューブ本体部81における空気流れ方向における下流側端部に接続することで、下流側チューブ21では段差8hがチューブ本体部81よりも空気流れ下流側に位置する。このため、下流側チューブ21の外表面に凝縮水が発生した場合、凝縮水が段差8hに流れ込む。そして、送風空気流れにより、段差8hに流れ込んだ凝縮水が一気に排出される。したがって、凝縮水の排水性を向上させることができる。
つまり、本実施形態の複合熱交換器1では、耐チッピング性と凝縮水の排水性との両立を図ることができる。
なお、従来の複合熱交換器1では、上流側チューブ31および下流側チューブ21の全てにおいて、突出部82をチューブ本体部81における空気流れ方向の同一側の端部に接続している。このため、耐チッピング性および凝縮水の排水性のうち、一方を向上させることはできるが、両方を向上させる(すなわち両立を図る)ことはできない。
また、本実施形態の複合熱交換器1では、図5に示すように、チューブ長手方向に垂直な断面において、上流側チューブ31および下流側チューブ21が、チューブ積層方向に平行な基準線S1に対して線対称となるように形成されている。このため、コアプレート61のチューブ挿入穴61aの形状を、当該基準線S1に対して線対称とすることができる。これにより、上流側チューブ31および下流側チューブ21の挿入性を向上できるので、複合熱交換器1の組み付け性向上できる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について図6に基づいて説明する。本実施形態は、上記第1実施形態と比較して、上流側チューブ31の構成が異なるものである。
次に、第2実施形態について図6に基づいて説明する。本実施形態は、上記第1実施形態と比較して、上流側チューブ31の構成が異なるものである。
図6に示すように、本実施形態の上流側チューブ31は、内部に複数の小通路8fを有する多穴管により構成されている。このような多穴管は、押出成形により形成することができる。上流側チューブ31の長手方向に垂直な断面形状は、空気流れ方向に平行な中心線S2に対して線対称である。また、上流側チューブ31は、空気流れ方向における上流側端部8gの板厚L5が、上流側チューブ31における他の部位の板厚L6より厚い。
本実施形態によれば、上流側チューブ31とアウターフィン5との接合部のうち空気流れ最下流側の部位85と、下流側チューブ21とアウターフィン5との接合部のうち空気流体流れ最上流側の部位86との距離D1が短くなる。このため、上記第1実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
また、本実施形態のように、室外熱交換器2の上流側チューブ31において、空気流れ方向における上流側端部8gの板厚L5を、上流側チューブ31における他の部位の板厚L6より厚くすることで、耐チッピング性を向上させることができる。このため、本実施形態の複合熱交換器1においても、上記第1実施形態と同様に、耐チッピング性と凝縮水の排水性との両立を図ることができる。
本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、例えば以下のように種々変形可能である。
上記実施形態では、上流側チューブ31および下流側チューブ21を、1枚の板状部材を折り曲げることにより形成するとともに、カシメ部8cにより突出部82を構成した例について説明した。しかしながら、上流側チューブ31、下流側チューブ21および突出部82の構成はこれに限定されない。例えば、上流側チューブ31および下流側チューブ21を押出成形により形成するとともに、棒状または板状の突出部82をチューブ本体部81と一体に形成してもよい。
上記実施形態では、上流側熱交換部としてラジエータ3を採用するとともに、下流側熱交換部として室外熱交換器2を採用した例について説明したが、上流側熱交換部および下流側熱交換部はこれらに限定されない。例えば、上流側熱交換部および下流側熱交換部ともに室外熱交換器2を採用してもよい。この場合、上流側チューブ31を流れる内部流体と、下流側チューブ21を流れる内部流体とは、ともに冷媒である。すなわち上流側チューブ31を流れる内部流体と、下流側チューブ21を流れる内部流体とが、互いに同じ種類、かつ、互いに異なる温度である。
上記実施形態では、ラジエータ3を、エンジンラジエータおよび機器ラジエータの双方の機能を有するように構成した例について説明したが、ラジエータ3の構成はこれに限定されない。例えば、ラジエータ3を、エンジンラジエータおよび機器ラジエータのうちいずれか一方の機能を有するように構成してもよい。
上記実施形態では、複数の熱交換部として、室外熱交換器2およびラジエータ3の2つの熱交換部を採用した例について説明したが、熱交換部を3つ以上設けてもよい。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
Claims (4)
- 外部流体と内部流体との間で熱交換を行う熱交換器であって、
前記外部流体の流れ方向に対して直列に配置された複数の熱交換部(2、3)を備え、
前記複数の熱交換部は、それぞれ、
内部に前記内部流体が流れる複数本積層されたチューブ(21、31)と、
前記チューブの外表面に接合されて前記外部流体との熱交換面積を増大させる複数のアウターフィン(5)と、を有しており、
前記チューブは、
筒状に形成されるとともに、内部に前記内部流体が流れるチューブ本体部(81)と、
前記チューブ本体部のうち前記外部流体の流れ方向における一方の端部に接続される突出部(82)と、を有しており、
前記突出部における前記チューブの積層方向の長さ寸法(L1)は、前記チューブ本体部における前記チューブの積層方向の長さ寸法(L2)よりも小さく、
前記突出部における前記外部流体の流れ方向の長さ寸法(L3)は、前記チューブ本体部の板厚(L4)よりも大きく、
前記複数の熱交換部のうち、前記外部流体の流れ方向の最上流側に配置される前記熱交換部を上流側熱交換部(3)とし、前記上流側熱交換部よりも前記外部流体の流れ方向の下流側に配置される前記熱交換部を下流側熱交換部(2)とし、
前記上流側熱交換部を構成する前記チューブを上流側チューブ(31)とし、前記下流側熱交換部を構成する前記チューブを下流側チューブ(21)としたとき、
各前記アウターフィンは、前記外部流体の流れ方向に並んだ前記上流側チューブおよび前記下流側チューブの双方に接合されており、
前記上流側チューブでは、前記突出部が前記チューブ本体部における前記外部流体の流れ方向の上流側端部に接続されており、
前記下流側チューブでは、前記突出部が前記チューブ本体部における前記外部流体の流れ方向における下流側端部に接続されている熱交換器。 - 外部流体と内部流体との間で熱交換を行う熱交換器であって、
前記外部流体の流れ方向に対して直列に配置された複数の熱交換部(2、3)を備え、
前記複数の熱交換部は、それぞれ、
内部に前記内部流体が流れる複数本積層されたチューブ(21、31)と、
前記チューブの外表面に接合されて前記外部流体との熱交換面積を増大させる複数のアウターフィン(5)と、を有しており、
前記複数の熱交換部のうち、前記外部流体の流れ方向の最上流側に配置される前記熱交換部を上流側熱交換部(3)とし、前記上流側熱交換部よりも前記外部流体の流れ方向の下流側に配置される前記熱交換部を下流側熱交換部(2)とし、
前記上流側熱交換部を構成する前記チューブを上流側チューブ(31)とし、前記下流側熱交換部を構成する前記チューブを下流側チューブ(21)としたとき、
各前記アウターフィンは、前記外部流体の流れ方向に並んだ前記上流側チューブおよび前記下流側チューブの双方に接合されており、
前記上流側チューブの長手方向に垂直な断面形状は、前記外部流体の流れ方向に平行な中心線(S2)に対して線対称であり、
前記上流側チューブは、前記外部流体の流れ方向における上流側端部の板厚(L5)が、前記上流側チューブにおける他の部位の板厚(L6)より大きく、
前記下流側チューブは、
筒状に形成されるとともに、内部に前記内部流体が流れるチューブ本体部(81)と、
前記チューブ本体部のうち前記外部流体の流れ方向における下流側端部に接続される突出部(82)と、を有しており、
前記突出部における前記チューブの積層方向の長さ寸法(L1)は、前記チューブ本体部における前記チューブの積層方向の長さ寸法(L2)よりも小さく、
前記突出部における前記外部流体の流れ方向の長さ寸法(L3)は、前記チューブ本体部の板厚(L4)よりも大きい熱交換器。 - 前記上流側チューブを流れる前記内部流体と、前記下流側チューブを流れる前記内部流体とは、互いに異なる種類、または、互いに異なる温度である請求項1または2に記載の熱交換器。
- 前記上流側チューブを流れる前記内部流体と、前記下流側チューブを流れる前記内部流体とは、互いに同じ種類、かつ、互いに異なる温度である請求項1または2に記載の熱交換器。
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