WO2020149107A1 - 熱交換器 - Google Patents

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WO2020149107A1
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inflow pipe
heat exchanger
tank portion
flow
tube
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章太 茶谷
聡也 長沢
浜田　浩
雄太 松田
直人 後藤
Original Assignee
株式会社デンソー
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    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • 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
    • F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators

Definitions

  • the present disclosure relates to heat exchangers.
  • the fluid tends to flow into the tube arranged near the inflow pipe, while the fluid tends to hardly flow into the tube arranged apart from the inflow pipe. .. This is a factor that makes the flow rate distribution of a plurality of tubes uneven.
  • the heat exchanger described in Patent Document 1 below is provided with a plate-shaped member inside the inlet tank.
  • the plate-shaped member partially closes an opening at one end of a predetermined number of tubes arranged on the same side as the inflow pipe and the discharge pipe in the tube stacking direction.
  • the opening area at one end is reduced.
  • An object of the present disclosure is to provide a heat exchanger capable of reducing noise while suppressing uneven distribution of flow rate in a plurality of tubes.
  • the fluid when the fluid flows from the inflow pipe into the first tank portion, the fluid flows so as to form a predetermined angle with respect to the tube stacking direction. Therefore, at one end of the first tank portion, the fluid flows in the predetermined direction. The velocity of the fluid flowing through the region along the line increases. As a result, the velocity distribution of the fluid flowing through the one end of the first tank portion becomes uneven. Due to this bias in the velocity distribution of the fluid, the pressure loss when the fluid flows into the tube increases in the region where the velocity of the fluid is high. Therefore, it becomes difficult for the fluid to flow into the tube arranged near the one end of the first tank portion.
  • FIG. 1 is a front view showing the front structure of the heat exchanger of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view showing a sectional structure taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of the tube of the modified example of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a sectional view showing the sectional structure of the heat exchanger of the second embodiment.
  • FIG. 5 is sectional drawing which shows the cross-section of the heat exchanger of 3rd Embodiment.
  • FIG. 6 is a sectional view showing the sectional structure of the heat exchanger of the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view which shows the perspective structure of the edge part of the side plate of 4th Embodiment.
  • FIG. 1 is a front view showing the front structure of the heat exchanger of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view showing a sectional structure taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-
  • FIG. 8 is sectional drawing which shows the cross-section of the heat exchanger of 5th Embodiment.
  • FIG. 9 is sectional drawing which shows the cross-section of the heat exchanger of 6th Embodiment.
  • FIG. 10 is sectional drawing which shows the cross-section of the heat exchanger of 7th Embodiment.
  • FIG. 11 is sectional drawing which shows the cross-section of the heat exchanger of 8th Embodiment.
  • FIG. 12: is sectional drawing which shows the cross-section of the heat exchanger of 9th Embodiment.
  • FIG. 13 is sectional drawing which shows the cross-section of the inflow pipe of 9th Embodiment.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a perspective structure of a drift member according to the ninth embodiment.
  • the heat exchanger 10 is used, for example, as a heater core of an air conditioner mounted on a vehicle.
  • the air conditioner is a device that air-conditions the vehicle interior by blowing heated or cooled conditioned air into the vehicle interior.
  • the heat exchanger 10 is arranged in an air conditioning duct through which conditioned air flows. Inside the heat exchanger 10, engine cooling water is circulated.
  • the cooling water flowing inside the heat exchanger 10 is in a liquid single-phase state.
  • the heat exchanger 10 heats the conditioned air by the heat of the cooling water by exchanging heat between the cooling water flowing inside the heat exchanger 10 and the conditioned air flowing inside the air conditioning duct.
  • the conditioned air heated by the heat exchanger 10 is blown into the vehicle compartment through the air conditioning duct to heat the vehicle compartment.
  • the cooling water flowing inside the heat exchanger 10 corresponds to the fluid.
  • the heat exchanger 10 includes a heat exchange core portion 20, tank portions 31 and 32, and side plates 41 and 42.
  • the heat exchanger 10 is made of a metal material such as an aluminum alloy.
  • the heat exchange core portion 20 is a portion that exchanges heat between the cooling water and the air.
  • the heat exchange core portion 20 includes a plurality of tubes 21 arranged in a stack at a predetermined interval in the X-axis direction in the figure, and a plurality of fins 22 arranged in a gap between adjacent tubes 21. Have In FIG. 1, only a part of the plurality of fins 22 is shown.
  • the X-axis direction is also referred to as "tube stacking direction X”. Further, one of the tube stacking directions X is referred to as "X1 direction”, and the other direction is referred to as "X2 direction”.
  • the tube 21 is an elongated pipe having an internal flow passage W10 through which cooling water flows.
  • the cross-sectional shape of the tube 21 orthogonal to the Z-axis direction is flat.
  • the tube 21 is formed so as to extend in the Z-axis direction.
  • the Z-axis direction is also referred to as “tube longitudinal direction Z”.
  • one of the tube longitudinal directions Z is referred to as "Z1 direction”
  • the other direction is referred to as Z2 direction.
  • a direction orthogonal to both the X-axis direction and the Z-axis direction is also referred to as "tube width direction Y".
  • the fins 22 are so-called corrugated fins formed by bending a thin and long metal plate into a wavy shape.
  • the bent portion of the fin 22 is fixed to the outer peripheral surface of the adjacent tubes 21 and 21 by brazing.
  • the fins 22 are provided to increase the heat transfer area of the tubes 21 and thereby increase the heat exchange efficiency between the cooling water and the air.
  • the tank portions 31 and 32 are cylindrical members formed so as to extend in the tube stacking direction X. As shown in FIG. 2, inside the first tank portion 31, an internal passage W20 through which cooling water flows is formed. One end portions 210 of the plurality of tubes 21 in the Z2 direction are connected to the first tank portion 31. One end portions 210 of the plurality of tubes 21 are arranged so as to penetrate the peripheral wall 312 of the first tank portion 31 and extend to the internal flow passage W20 of the first tank portion 31. Similarly, inside the second tank portion, an internal flow path through which cooling water flows is formed. As shown in FIG. 1, the second tank portion 32 is connected to the other end portions 211 of the plurality of tubes 21 in the Z1 direction.
  • the inflow pipe 40 is connected to the end 331 of the inflow port 33 in the X2 direction. Specifically, a flange portion 400 is formed at the tip of the inflow pipe 40.
  • the inflow pipe 40 is fixed to the end 331 of the inflow port 33 by crimping the flange portion 400 to the end 331 of the inflow port 33.
  • a seal member 50 is arranged between the outer peripheral surface of the inflow pipe 40 and the inner peripheral surface of the inflow port 33 to seal between them.
  • the side plates 41 and 42 are arranged at both ends of the heat exchange core portion 20 in the X-axis direction.
  • the respective end portions 410 and 420 of the side plates 41 and 42 in the Z2 direction are connected to the first tank portion 31.
  • the end portion 410 of the side plate 41 is arranged so as to penetrate the peripheral wall 312 of the first tank portion 31 and extend to the internal flow path W20 of the first tank portion 31.
  • the end portion 420 of the side plate 42 is also connected to the first tank portion 31.
  • the other end portions 411 and 421 of the side plates 41 and 42 in the Z1 direction are connected to the second tank portion 32.
  • the side plates 41, 42 are provided to reinforce the heat exchange core section 20.
  • the single-phase cooling water flows into the first tank portion 31 through the inflow pipe 40.
  • the cooling water that has flowed into the first tank portion 31 is distributed to each tube 21 by flowing from the one end portion 210 of each tube 21 into the internal flow path W10 of each tube 21.
  • the cooling water distributed to each tube 21 flows through the internal flow path W10 of each tube 21 toward the second tank portion 32.
  • heat is exchanged between the cooling water flowing through the internal flow passage W10 of each tube 21 and the air flowing between the adjacent tubes 21 and 21, whereby the heat of the cooling water is converted into air. It is transmitted and the air is heated.
  • the cooling water that has passed through each tube 21 is collected in the second tank portion 32 and then discharged from the discharge pipe 43.
  • the cooling water flowing from the inflow pipe 40 into the first tank portion 31 is indicated by the arrow. It flows in the direction indicated by D1, that is, in the direction forming a predetermined angle ⁇ with respect to the axis m1.
  • the flow of the cooling water from the opening 401 of the inflow pipe 40 in the direction indicated by the arrow D1 increases the speed of the cooling water flowing in the region A1 along the arrow D1 at the end portion 310 of the first tank portion 31.
  • the velocity distribution of the cooling water flowing through the end portion 310 of the first tank portion 31 becomes uneven in the tube width direction Y.
  • the actions and effects shown in the following (1) and (2) can be obtained.
  • the deviation of the flow distribution of the tubes 21 due to the position of the inflow pipe 40 can be offset, and as a result, the deviation of the flow distribution of the plurality of tubes 21 can be suppressed.
  • the one end portion 210 of the tube 21 is not closed, and therefore, as compared with the structure in which one end portion of the tube is closed like the conventional heat exchanger, the inside of the tube 21 is Disturbance does not easily occur in the flow of cooling water. Therefore, it is possible to reduce noise.
  • the pressure loss of the cooling water flowing through the flow passages W11 and W12 of the tube 21 becomes larger than that of the tube having no partition wall 212. Therefore, as the flow velocity of the cooling water flowing through the inside of the first tank portion 31 becomes faster, it becomes more difficult for the cooling water to flow into the flow passages W11 and W12 of each tube 21. Inside the first tank portion 31, the flow velocity of the cooling water is highest near the opening 401 of the inflow pipe 40. By using the tube 21 as shown in FIG. 3, it becomes more difficult for the cooling water to flow into the tube 21 arranged near the opening 401 of the inflow pipe 40, and thus each tube caused by the position of the inflow pipe 40. It is possible to further alleviate the bias in the flow distribution of 21.
  • a drift portion 404 is formed in the middle of the inflow pipe 40.
  • the uneven flow portion 404 is formed so as to be bent in the inflow pipe 40, and includes a portion formed to partially narrow the flow passage cross-sectional area of the inflow pipe 40. With such a drift portion 404, the flow direction of the cooling water flowing inside the inflow pipe 40 can be changed.
  • a drift structure 313 is provided on the peripheral wall 312 of the first tank portion 31.
  • the non-uniform flow structure 313 has a structure in which a part of the peripheral wall 312 of the first tank portion 31 is deformed so as to be recessed inward. Due to this non-uniform flow structure 313, the cooling water flowing from the inflow pipe 40 into the first tank portion 31 becomes difficult to flow in the portion where the non-uniform flow structure 313 is provided, and becomes easy to flow in the part where the non-uniform flow structure 313 is not provided. .. Thereby, it is possible to flow the cooling water from the inflow pipe 40 into the first tank portion 31 so as to form a predetermined angle ⁇ with respect to the tube stacking direction X.
  • the inflow pipe 40 in order to allow the cooling water to flow from the inflow pipe 40 into the first tank portion 31 at a predetermined angle ⁇ with respect to the tube stacking direction X, the inflow pipe 40 is inclined and attached to the first tank portion 31. Specifically, the inflow pipe 40 is attached to the first tank portion 31 so that its central axis m2 is inclined with respect to the tube stacking direction X. As a result, as shown by the arrow D1 in FIG. 9, it is possible to flow the cooling water from the inflow pipe 40 into the first tank portion 31 at a predetermined angle ⁇ with respect to the tube stacking direction X. ..
  • the inflow pipe 40 is attached to the first tank portion 31 at an eccentric position. That is, the inflow pipe 40 is attached to the first tank portion 31 such that the central axis m2 thereof deviates from the central axis m1 of the first tank portion 31.
  • the arrow D1 in FIG. 10 it is possible to flow the cooling water from the inflow pipe 40 into the first tank portion 31 at a predetermined angle ⁇ with respect to the tube stacking direction X. ..
  • the inflow pipe 40 is attached to the side surface of the first tank portion 31. Specifically, the inflow pipe 40 is attached to the side surface of the first tank portion 31 located in the tube width direction Y. According to such a structure, the cooling water flowing from the inflow pipe 40 into the first tank portion 31 flows so as to be substantially orthogonal to the tube stacking direction X. That is, the angle ⁇ in FIG. 11 is approximately 90 degrees.
  • the drift member 70 is provided inside the first tank portion 31.
  • the drift member 70 is a member formed in a cylindrical shape around the axis m1.
  • the drift member 70 has a through hole 71 formed at a position displaced from the central axis m1.
  • the inflow pipe 40 forms a predetermined angle ⁇ with respect to the tube stacking direction X, as indicated by an arrow D1 in FIG. It is possible to allow the cooling water to flow into the first tank portion 31.
  • each embodiment can also be implemented in the following forms.
  • any fluid other than cooling water can be adopted as the fluid flowing through the heat exchanger 10.
  • the present disclosure is not limited to the above specific examples.
  • a person skilled in the art appropriately modified the above-described specific examples is also included in the scope of the present disclosure as long as the features of the present disclosure are provided.
  • Each element included in each of the above-described specific examples, and the arrangement, conditions, shape, and the like thereof are not limited to those illustrated, and can be appropriately changed.
  • the respective elements included in the above-described specific examples can be appropriately combined as long as there is no technical contradiction.

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Abstract

熱交換器は、熱交換コア部と、第１タンク部（３１）とを備える。熱交換コア部には、流体が流れる複数のチューブ（２１）が積層して配置される。第１タンク部は、複数のチューブの一端部に接続され、流体を複数のチューブに分配する。チューブ積層方向に位置する第１タンク部の一端部には、第１タンク部の内部に流体を流入させる流入パイプ（４０）が接続されている。チューブ積層方向に対して所定角度をなすように流入パイプから第１タンク部に流体が流入する。

Description

熱交換器 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１９年１月１５日に出願された日本国特許出願２０１９－００４３９６号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願の全ての内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
　本開示は、熱交換器に関する。
　従来、下記の特許文献１に記載の熱交換器がある。特許文献１に記載の熱交換器は、積層して配置される複数のチューブと、各チューブの一端部に接続される入口タンクと、各チューブの他端部に接続される出口タンクとを備えている。チューブの積層方向における入口タンクの端部には、入口タンクに流体を流入させる流入パイプが設けられている。チューブ積層方向における出口タンクの両端部のうち、流入口と同一側の端部には、出口タンク内の流体を排出する排出パイプが設けられている。
　ところで、このような構造を有する熱交換器では、流入パイプ付近に配置されるチューブには流体が流入し易い一方、流入パイプから離間して配置されるチューブには流体が流入し難い傾向がある。これが複数のチューブの流量分布を不均一にさせる要因となっている。
　これを解消するため、下記の特許文献１に記載の熱交換器では、入口タンクの内部に板状部材を設けるようにしている。板状部材は、複数のチューブのうち、チューブ積層方向において流入パイプ及び排出パイプと同一側に配置される所定本のチューブの一端の開口部を部分的に閉塞することにより、所定本のチューブの一端部の開口面積を小さくしている。これにより、流入パイプ付近に配置される所定本のチューブに流体が流入し難くなるため、複数のチューブの流量を均一化することが可能となる。
特許第４８３０９１８号公報
　特許文献１に記載の熱交換器のように、チューブの一端部の開口部を板状部材で部分的に閉塞するようにした場合、チューブの一端部からチューブ内に流体が流入する際に、板状部材に流体が衝突するため、チューブ内の流体の流れに乱れが生じ易くなる。チューブ内の流体の流れに乱れが生じると、騒音が生じる可能性がある。
　本開示の目的は、複数のチューブにおける流量分布の偏りを抑制しつつ、騒音を低減することの可能な熱交換器を提供することにある。
　本開示の一態様による熱交換器は、熱交換コア部と、第１タンク部と、第２タンク部と、を備える。熱交換コア部には、流体が流れる複数のチューブが積層して配置される。第１タンク部は、複数のチューブの一端部に接続され、流体を複数のチューブに分配する。第２タンク部は、複数のチューブの他端部に接続され、複数のチューブを通過した流体を集める。複数のチューブが積層して配置される方向をチューブ積層方向とするとき、チューブ積層方向に位置する第１タンク部の一端部には、第１タンク部の内部に流体を流入させる流入パイプが接続されている。チューブ積層方向において流入パイプと同一側に位置する第２タンク部の一端部には、第２タンク部の内部の流体を排出する排出パイプが接続されている。チューブ積層方向に対して所定角度をなすように流入パイプから第１タンク部に流体が流入する。
　この構成によれば、流入パイプから第１タンク部に流体が流入する際に、チューブ積層方向に対して所定角度をなすように流体が流れるため、第１タンク部の一端部において、所定方向に沿った領域を流れる流体の速度が増加する。これにより、第１タンク部の一端部を流れる流体の速度分布に偏りが生じるようになる。この流体の速度分布の偏りにより、流体の速度が速い領域では、流体がチューブに流入する際の圧力損失が大きくなる。したがって、第１タンク部の一端部付近に配置されるチューブには、流体が流入し難くなる。このようにして各チューブの流量分布を意図的に偏らせることにより、流入パイプの位置に起因するチューブの流量分布の偏りを相殺することができるため、複数のチューブにおける流量分布の偏りを抑制することができる。また、上記の構成によれば、チューブの一端部を閉塞する必要がないため、チューブ内の流体の流れに乱れが生じ難い。そのため、騒音を低減することができる。
図１は、第１実施形態の熱交換器の正面構造を示す正面図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面構造を示す断面図である。 図３は、第１実施形態の変形例のチューブの断面構造を示す断面図である。 図４は、第２実施形態の熱交換器の断面構造を示す断面図である。 図５は、第３実施形態の熱交換器の断面構造を示す断面図である。 図６は、第４実施形態の熱交換器の断面構造を示す断面図である。 図７は、第４実施形態のサイドプレートの端部の斜視構造を示す斜視図である。 図８は、第５実施形態の熱交換器の断面構造を示す断面図である。 図９は、第６実施形態の熱交換器の断面構造を示す断面図である。 図１０は、第７実施形態の熱交換器の断面構造を示す断面図である。 図１１は、第８実施形態の熱交換器の断面構造を示す断面図である。 図１２は、第９実施形態の熱交換器の断面構造を示す断面図である。 図１３は、第９実施形態の流入パイプの断面構造を示す断面図である。 図１４は、第９実施形態の偏流部材の斜視構造を示す斜視図である。
　以下、熱交換器の一実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
　＜第１実施形態＞
　はじめに、図１に示される第１実施形態の熱交換器１０について説明する。熱交換器１０は、例えば車両に搭載される空調装置のヒータコアとして用いられる。空調装置は、加熱又は冷却された空調空気を車室内に送風することにより、車室内の空調を行う装置である。熱交換器１０は、空調空気が流れる空調ダクト内に配置されている。熱交換器１０の内部には、エンジンの冷却水が循環している。熱交換器１０の内部を流れる冷却水は液体の単相状態である。熱交換器１０は、その内部を流れる冷却水と、空調ダクト内を流れる空調空気との間で熱交換を行うことにより、冷却水の熱により空調空気を加熱する。熱交換器１０により加熱された空調空気が空調ダクトを通じて車室内に送風されることにより、車室内の暖房が行われる。本実施形態では、熱交換器１０の内部を流れる冷却水が流体に相当する。
　図１に示されるように、熱交換器１０は、熱交換コア部２０と、タンク部３１，３２と、サイドプレート４１，４２とを備えている。熱交換器１０は、アルミニウム合金等の金属材料により形成されている。
　熱交換コア部２０は、冷却水と空気との間で熱交換を行う部分である。熱交換コア部２０は、図中のＸ軸方向に所定の間隔をおいて積層して配置される複数のチューブ２１と、隣り合うチューブ２１の間の隙間に配置される複数のフィン２２とを有している。なお、図１では、複数のフィン２２のうちの一部のみが図示されている。以下では、Ｘ軸方向を「チューブ積層方向Ｘ」とも称する。また、チューブ積層方向Ｘのうちの一方向を「Ｘ１方向」と称し、その他方向を「Ｘ２方向」と称する。
　図２に示されるように、チューブ２１は、その内部に冷却水の流れる内部流路Ｗ１０を有する細長い配管からなる。Ｚ軸方向に直交するチューブ２１の断面形状は扁平状をなしている。図１に示されるように、チューブ２１は、Ｚ軸方向に延びるように形成されている。以下では、Ｚ軸方向を「チューブ長手方向Ｚ」とも称する。また、チューブ長手方向Ｚのうちの一方向を「Ｚ１方向」と称し、その他方向をＺ２方向と称する。さらに、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の両方に直交する方向を「チューブ幅方向Ｙ」とも称する。熱交換器１０では、隣り合うチューブ２１，２１の間に形成される隙間をチューブ幅方向Ｙに向かって空気が流れる。
　フィン２２は、薄く長い金属板を波状に折り曲げることにより形成される、いわゆるコルゲートフィンからなる。フィン２２の折り曲がり部分は、隣接するチューブ２１，２１の外周面にろう付けにより固定されている。フィン２２は、チューブ２１の伝熱面積を増加させることにより、冷却水と空気との熱交換効率を高めるために設けられている。
　タンク部３１，３２は、チューブ積層方向Ｘに延びるように形成される筒状の部材からなる。図２に示されるように、第１タンク部３１の内部には、冷却水の流れる内部流路Ｗ２０が形成されている。第１タンク部３１には、Ｚ２方向における複数のチューブ２１の一端部２１０が接続されている。複数のチューブ２１の一端部２１０は、第１タンク部３１の周壁３１２を貫通して第１タンク部３１の内部流路Ｗ２０まで延びるように配置されている。同様に、第２タンク部の内部には、冷却水の流れる内部流路が形成されている。図１に示されるように、第２タンク部３２には、Ｚ１方向における複数のチューブ２１の他端部２１１が接続されている。
　Ｘ１方向における第１タンク部３１の端部３１１は、閉塞されている。Ｘ２方向における第１タンク部３１の端部３１０には、流入口３３が設けられている。流入口３３は筒状に形成されている。図２に示されるように、Ｘ１方向における流入口３３の端部３３０は、ろう付け等により第１タンク部３１の端部３１０に接合されて固定されている。図２に示される軸線ｍ１は、第１タンク部３１の中心軸を示している。図２に示されるように、流入口３３は、第１タンク部３１と同一の軸線ｍ１上に配置されている。
　Ｘ２方向における流入口３３の端部３３１には、流入パイプ４０が接続される。具体的には、流入パイプ４０の先端部には、フランジ部４００が形成されている。フランジ部４００が流入口３３の端部３３１にかしめられることにより、流入口３３の端部３３１に流入パイプ４０が固定されている。流入パイプ４０の外周面と流入口３３の内周面との間には、それらの間をシールするためのシール部材５０が配置されている。
　流入パイプ４０において第１タンク部３１内に開口する開口部４０１の内壁面４０２には、傾斜面４０３が形成されている。傾斜面４０３は、チューブ積層方向Ｘに対して傾斜するように形成されている。
　図１に示されるように、Ｘ２方向における第２タンク部３２の端部３２０には、排出口３４が設けられている。第２タンク部３２と排出口３４との接続構造は、図２に示される第１タンク部３１と流入口３３との接続構造と略同一であるため、その詳細な説明は割愛する。排出口３４には排出パイプ４３が接続されている。排出パイプ４３は、チューブ積層方向Ｘにおいて流入パイプ４０と同一側に位置する第２タンク部３２の一端部に設けられている。Ｘ１方向における第２タンク部３２の端部３２１は閉塞されている。
　図１に示されるように、サイドプレート４１，４２は、Ｘ軸方向における熱交換コア部２０の両端部にそれぞれ配置されている。Ｚ２方向におけるサイドプレート４１，４２のそれぞれの端部４１０，４２０は、第１タンク部３１に接続されている。図２に示されるように、サイドプレート４１の端部４１０は、第１タンク部３１の周壁３１２を貫通して第１タンク部３１の内部流路Ｗ２０まで延びるように配置されている。同様に、サイドプレート４２の端部４２０も第１タンク部３１に接続されている。さらに、図１に示されるように、Ｚ１方向におけるサイドプレート４１，４２の他端部４１１，４２１は、第２タンク部３２に接続されている。サイドプレート４１，４２は、熱交換コア部２０を補強するために設けられている。
　次に、本実施形態の熱交換器１０の動作例について説明する。
　熱交換器１０では、流入パイプ４０を通じて第１タンク部３１の内部に単相の冷却水が流入する。第１タンク部３１に流入した冷却水は、各チューブ２１の一端部２１０から各チューブ２１の内部流路Ｗ１０に流入することにより、各チューブ２１に分配される。各チューブ２１に分配された冷却水は、各チューブ２１の内部流路Ｗ１０を第２タンク部３２に向かって流れる。熱交換器１０では、各チューブ２１の内部流路Ｗ１０を流れる冷却水と、隣り合うチューブ２１，２１の間を流れる空気との間で熱交換が行われることにより、冷却水の熱が空気に伝達されて、空気が加熱される。各チューブ２１を通過した冷却水は、第２タンク部３２に集められた後、排出パイプ４３から排出される。
　この熱交換器１０では、流入パイプ４０の内壁面４０２に傾斜面４０３が形成されているため、図２に示されるように、流入パイプ４０から第１タンク部３１に流入する冷却水は、矢印Ｄ１で示される方向、すなわち軸線ｍ１に対して所定角度θをなす方向に流れる。流入パイプ４０の開口部４０１から矢印Ｄ１で示される方向に冷却水が流れることにより、第１タンク部３１の端部３１０において、矢印Ｄ１に沿った領域Ａ１を流れる冷却水の速度が増加する。これにより、第１タンク部３１の端部３１０を流れる冷却水の速度分布には、チューブ幅方向Ｙに偏りが生じるようになる。この冷却水の速度分布の偏りにより、冷却水の速度が速い領域Ａ１では、冷却水がチューブ２１に流入する際の圧力損失が大きくなる。結果的に、第１タンク部３１の端部３１０付近に配置される複数のチューブ２１には冷却水が流入し難くなる。
　以上説明した本実施形態の熱交換器１０によれば、以下の（１）及び（２）に示される作用及び効果を得ることができる。
　（１）図１に示されるような構造を有する熱交換器１０では、流入パイプ４０から第１タンク部３１に流入する冷却水が、第１タンク部３１の端部３１０の付近に配置されるチューブ２１に分配され易い一方、第１タンク部３１の端部３１０から離間した位置に配置されるチューブ２１に分配され難くなる。この点、本実施形態の熱交換器１０では、図２に示されるように、第１タンク部３１の端部３１０付近に配置される複数のチューブ２１に冷却水が流入し難くなるように、複数のチューブ２１の流量分布を意図的に偏らせることができる。これにより、流入パイプ４０の位置に起因するチューブ２１の流量分布の偏りを相殺することができるため、結果的に複数のチューブ２１における流量分布の偏りを抑制することができる。また、本実施形態の熱交換器１０では、チューブ２１の一端部２１０が閉塞されていないため、従来の熱交換器のようにチューブの一端部が閉塞されている構造と比較すると、チューブ２１内の冷却水の流れに乱れが生じ難い。そのため、騒音を低減することが可能である。
　（２）流入パイプ４０において第１タンク部３１の内部に開口する開口部４０１の内壁面４０２には、チューブ積層方向Ｘに対して傾斜する傾斜面４０３が形成されている。このような構成によれば、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなして流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水が流入する構造を容易に実現することが可能である。
　（変形例）
　次に、第１実施形態の熱交換器１０の変形例について説明する。
　本変形例の熱交換器１０では、チューブ２１として、図３に示されるような構造を有する、いわゆるＢ型チューブが採用されている。図３に示されるように、チューブ２１には、その内部流路Ｗ１０を２つの流路Ｗ１１，Ｗ１２に仕切る隔壁２１２が形成されている。
　このような構造を有するチューブ２１を熱交換器１０に用いた場合、隔壁２１２を有していないチューブと比較すると、チューブ２１の各流路Ｗ１１，Ｗ１２を流れる冷却水の圧力損失が大きくなる。そのため、第１タンク部３１の内部を流れる冷却水の流速が速くなるほど、各チューブ２１の流路Ｗ１１，Ｗ１２に冷却水が流入し難くなる。第１タンク部３１の内部では、流入パイプ４０の開口部４０１の付近で冷却水の流速が最も速くなる。図３に示されるようなチューブ２１を用いることにより、流入パイプ４０の開口部４０１の付近に配置されるチューブ２１に冷却水が更に流入し難くなるため、流入パイプ４０の位置に起因する各チューブ２１の流量分布の偏りを更に緩和することが可能となる。
　＜第２実施形態＞
　次に、第２実施形態の熱交換器１０について説明する。以下、第１実施形態の熱交換器１０との相違点を中心に説明する。
　図４に示されるように、本実施形態の熱交換器１０では、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなすように流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水を流入させるために、流入パイプ４０の途中部分に偏流部４０４が形成されている。偏流部４０４は、流入パイプ４０において折り曲げられるように形成され、且つ流入パイプ４０の流路断面積を部分的に狭くするように形成された部分からなる。このような偏流部４０４により、流入パイプ４０の内部を流れる冷却水の流れ方向を変化させることができる。具体的には、図４に矢印Ｄ１で示されるように、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなすように流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水を流入させることが可能となっている
　本実施形態のような構造を有する熱交換器１０であっても、第１実施形態の熱交換器１０と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。
　＜第３実施形態＞
　次に、第３実施形態の熱交換器１０について説明する。以下、第１実施形態の熱交換器１０との相違点を中心に説明する。
　図５に示されるように、本実施形態の熱交換器１０では、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなすように流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水を流入させるために、第１タンク部３１の内部に偏流部材６０が設けられている。偏流部材６０は、軸線ｍ１からずれた位置に貫通孔６１を有する板状の部材からなる。貫通孔６１の内周面には、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度をなすように傾斜する傾斜面６２が形成されている。流入パイプ４０から第１タンク部３１に流入する冷却水が傾斜面６２に沿って貫通孔６１を流れることにより、図５に矢印Ｄ１で示されるように、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなすように流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水を流入させることが可能となっている。
　本実施形態のような構造を有する熱交換器１０であっても、第１実施形態の熱交換器１０と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。
　＜第４実施形態＞
　次に、第４実施形態の熱交換器１０について説明する。以下、第１実施形態の熱交換器１０との相違点を中心に説明する。
　図６に示されるように、本実施形態の熱交換器１０では、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなすように流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水を流入させるために、サイドプレート４１の一端部４１０に偏流構造４１２が設けられている。図７に示されるように、偏流構造４１２は、サイドプレート４１の端部４１０の一部を部分的に突出させた構造からなる。図６に示されるように、偏流構造４１２は第１タンク部３１内に突出している。そのため、流入パイプ４０から第１タンク部３１に流入する冷却水は、偏流構造４１２が設けられている部分では流れ難くなる一方、偏流構造４１２が設けられていない部分では流れ易くなる。これにより、図６に矢印Ｄ１で示されるように、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなすように流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水を流入させることが可能となっている。
　本実施形態のような構造を有する熱交換器１０であっても、第１実施形態の熱交換器１０と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。
　＜第５実施形態＞
　次に、第５実施形態の熱交換器１０について説明する。以下、第１実施形態の熱交換器１０との相違点を中心に説明する。
　図８に示されるように、本実施形態の熱交換器１０では、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなすように流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水を流入させるために、第１タンク部３１の周壁３１２に偏流構造３１３が設けられている。偏流構造３１３は、第１タンク部３１の周壁３１２の一部を内側に凹むように変形させた構造からなる。この偏流構造３１３により、流入パイプ４０から第１タンク部３１に流入する冷却水は、偏流構造３１３が設けられている部分では流れ難くなる一方、偏流構造３１３が設けられていない部分では流れ易くなる。これにより、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなすように流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水を流入させることが可能となっている。
　本実施形態のような構造を有する熱交換器１０であっても、第１実施形態の熱交換器１０と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。
　＜第６実施形態＞
　次に、第６実施形態の熱交換器１０について説明する。以下、第１実施形態の熱交換器１０との相違点を中心に説明する。
　図９に示されるように、本実施形態の熱交換器１０では、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなすように流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水を流入させるために、第１タンク部３１に対して流入パイプ４０が傾斜して取り付けられている。具体的には、流入パイプ４０は、その中心軸ｍ２がチューブ積層方向Ｘに対して傾斜するように第１タンク部３１に取り付けられている。これにより、図９に矢印Ｄ１で示されるように、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなすように流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水を流入させることが可能となっている。
　本実施形態のような構造を有する熱交換器１０であっても、第１実施形態の熱交換器１０と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。
　＜第７実施形態＞
　次に、第７実施形態の熱交換器１０について説明する。以下、第１実施形態の熱交換器１０との相違点を中心に説明する。
　図１０に示されるように、本実施形態の熱交換器１０では、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなすように流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水を流入させるために、第１タンク部３１に対して流入パイプ４０が偏心した位置に取り付けられている。すなわち、流入パイプ４０は、その中心軸ｍ２が第１タンク部３１の中心軸ｍ１からずれるように第１タンク部３１に取り付けられている。これにより、図１０に矢印Ｄ１で示されるように、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなすように流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水を流入させることが可能となっている。
　本実施形態のような構造を有する熱交換器１０であっても、第１実施形態の熱交換器１０と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。
　＜第８実施形態＞
　次に、第８実施形態の熱交換器１０について説明する。以下、第１実施形態の熱交換器１０との相違点を中心に説明する。
　図１１に示されるように、本実施形態の熱交換器１０では、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなすように流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水を流入させるために、第１タンク部３１の側面に流入パイプ４０が取り付けられている。具体的には、流入パイプ４０は、第１タンク部３１においてチューブ幅方向Ｙに位置する側面に取り付けられている。このような構造によれば、流入パイプ４０から第１タンク部３１に流入する冷却水は、チューブ積層方向Ｘに対して略直交するように流れる。すなわち、図１１の角度θは略９０度となる。
　本実施形態のような構造を有する熱交換器１０であっても、第１実施形態の熱交換器１０と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。
　＜第９実施形態＞
　次に、第９実施形態の熱交換器１０について説明する。以下、第１実施形態の熱交換器１０との相違点を中心に説明する。
　図１２に示されるように、本実施形態の熱交換器１０では、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなすように流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水を流入させるために、第１タンク部３１の内部に偏流部材７０が設けられている。図１３及び図１４に示されるように、偏流部材７０は、軸線ｍ１を中心に円柱状に形成された部材からなる。偏流部材７０には、その中心軸ｍ１からずれた位置に貫通孔７１が形成されている。流入パイプ４０を流れる冷却水が偏流部材７０の貫通孔７１を通過することにより、図１２に矢印Ｄ１で示されるように、チューブ積層方向Ｘに対して所定角度θをなすように流入パイプ４０から第１タンク部３１に冷却水を流入させることが可能となっている。
　本実施形態のような構造を有する熱交換器１０であっても、第１実施形態の熱交換器１０と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。
　＜他の実施形態＞
　なお、各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
　・各実施形態の熱交換器１０では、熱交換器１０を流れる流体として、冷却水以外の任意の流体を採用することが可能である。
　・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

Claims (11)

  1. 　流体が流れる複数のチューブ（２１）が積層して配置される熱交換コア部（２０）と、
    　複数の前記チューブの一端部に接続され、流体を複数の前記チューブに分配する第１タンク部（３１）と、
    　複数の前記チューブの他端部に接続され、複数の前記チューブを通過した流体を集める第２タンク部（３２）と、を備え、
    　複数の前記チューブが積層して配置される方向をチューブ積層方向とするとき、
    　前記チューブ積層方向に位置する前記第１タンク部の一端部には、前記第１タンク部の内部に流体を流入させる流入パイプ（４０）が接続され、
    　前記チューブ積層方向において前記流入パイプと同一側に位置する前記第２タンク部の一端部には、前記第２タンク部の内部の流体を排出する排出パイプ（４３）が接続され、
    　前記チューブ積層方向に対して所定角度をなすように前記流入パイプから前記第１タンク部に流体が流入する
    　熱交換器。
  2. 　前記流入パイプにおいて前記第１タンク部の内部に開口する開口部の内壁面（４０２）には、前記チューブ積層方向に対して所定角度をなすように前記流入パイプから前記第１タンク部に流体が流入するように、前記チューブ積層方向に対して傾斜する傾斜面（４０３）が形成されている
    　請求項１に記載の熱交換器。
  3. 　前記流入パイプには、前記チューブ積層方向に対して所定角度をなして前記流入パイプから前記第１タンク部に流体が流入するように、前記流入パイプの内部を流れる流体の流れ方向を変化させる偏流部（４０４）が形成されている
    　請求項１に記載の熱交換器。
  4. 　前記第１タンク部の内部には、前記チューブ積層方向に対して所定角度をなして前記流入パイプから前記第１タンク部に流体が流入するように、前記流入パイプから前記第１タンク部に流入した流体の流れ方向を変化させる偏流部材（６０）が設けられている
    　請求項１に記載の熱交換器。
  5. 　前記チューブ積層方向における前記熱交換コア部の両端部に配置され、前記熱交換コア部を補強するサイドプレート（４１）を更に備え、
    　前記サイドプレートの両端部は、前記第１タンク部及び前記第２タンク部にそれぞれ接続され、
    　前記サイドプレートにおいて前記第１タンク部に接続されている一端部には、前記チューブ積層方向に対して所定角度をなして前記流入パイプから前記第１タンク部に流体が流入するように、前記流入パイプから前記第１タンク部に流入した流体の流れ方向を変化させる偏流構造（４１２）が設けられている
    　請求項１に記載の熱交換器。
  6. 　前記第１タンク部の周壁（３１２）には、前記チューブ積層方向に対して所定角度をなして前記流入パイプから前記第１タンク部に流体が流入するように、前記流入パイプの内部を流れる流体の流れ方向を変化させる偏流構造（３１３）が設けられている
    　請求項１に記載の熱交換器。
  7. 　前記チューブ積層方向に対して所定角度をなして前記流入パイプから前記第１タンク部に流体が流入するように、前記流入パイプは、その中心軸が前記チューブ積層方向に対して傾斜するように前記第１タンク部に取り付けられている
    　請求項１に記載の熱交換器。
  8. 　前記チューブ積層方向に対して所定角度をなして前記流入パイプから前記第１タンク部に流体が流入するように、前記流入パイプは、その中心軸が前記第１タンク部の中心軸からずれるように前記第１タンク部に取り付けられている
    　請求項１に記載の熱交換器。
  9. 　前記チューブが延びる方向をチューブ長手方向とし、前記チューブ積層方向及び前記チューブ長手方向の両方に直交する方向をチューブ幅方向とするとき、
    　前記チューブ積層方向に対して所定角度をなして前記流入パイプから前記第１タンク部に流体が流入するように、前記流入パイプは、前記チューブ幅方向に位置する前記第１タンク部の側面に取り付けられている
    　請求項１に記載の熱交換器。
  10. 　前記流入パイプの内部には、前記チューブ積層方向に対して所定角度をなして前記流入パイプから前記第１タンク部に流体が流入するように、前記流入パイプの内部を流れる流体の流れ方向を変化させる偏流部材（７０）が設けられている
    　請求項１に記載の熱交換器。
  11. 　前記チューブには、その内部流路を２つの流路に仕切る隔壁（２１２）が形成されている
    　請求項１～１０のいずれか一項に記載の熱交換器。
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