WO2024147225A1 - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- WO2024147225A1 WO2024147225A1 PCT/JP2023/039233 JP2023039233W WO2024147225A1 WO 2024147225 A1 WO2024147225 A1 WO 2024147225A1 JP 2023039233 W JP2023039233 W JP 2023039233W WO 2024147225 A1 WO2024147225 A1 WO 2024147225A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- opening
- width
- header
- heat exchanger
- heat transfer
- Prior art date
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 102
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 47
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 14
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical group O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 13
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 10
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 9
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 4
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Abstract
断面形状がΩ形状のヘッダを備える熱交換器においてヘッダの中の特定の部分への応力集中を緩和する。熱交換器のヘッダ(10)の第1部材(20)は、第1方向(dr1)に延びる第1開口(O1)を有する。第1部材(20)の第1方向(dr1)に対して垂直な断面形状がΩ形状である。第2部材(30)は、第3方向(dr3)における第1開口(O1)の幅(W1)よりも大きな幅(W2)を持つ複数の第2開口(O2)を有する。
Description
本開示は、熱交換器に関する。
従来、内部に流れる冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器において、特許文献1(国際公開第2016/152127号)に記載されている断面形状がΩ形状に押出加工されたアルミニウム製の部材が用いられる場合がある。特許文献1に記載されている断面Ω形状のアルミニウム製の長尺部材は、ヘッダタンクの構成部材として用いられる。
特許文献1の熱交換器では、例えば二酸化炭素などの高圧の冷媒と空気との熱交換が行われる。この場合、熱交換器を構成する断面Ω形状の長尺部材にも冷媒から高い圧力が加わる。断面Ω形状の長尺部材に加わる高圧によって熱交換器の一部に集中する応力に対して十分な安全性を付与しようとすると、熱交換器が高価なものとなる。熱交換器において、このような応力の集中が緩和できれば、熱交換器のコストアップを避けつつ熱交換器に十分な安全性を付与することができる。
断面形状がΩ形状の長尺部材を構成部材として含むヘッダを備える熱交換器においては、ヘッダの中の特定の部分への応力集中を緩和して、熱交換器の耐圧強度を向上させるという課題がある。
第1観点の熱交換器は、ヘッダと、複数の多穴伝熱管とを備えている。ヘッダは、第1方向に延び、内部に冷媒が流れる。複数の多穴伝熱管は、ヘッダに対して第1方向と交差する第2方向に差し込まれていて、ヘッダの内部と連通する複数の穴を有し、ヘッダに差し込まれている箇所において第1方向の高さよりも第1方向と交差する第3方向の幅が大きい。ヘッダは、第1方向に延びる第1開口を有し、第1方向に対して垂直な断面形状がΩ形状の第1部材と、第3方向における第1開口の幅よりも大きな幅を持つ複数の第2開口を有する第2部材と、第3方向における複数の第2開口の幅よりも大きな幅を持ち且つ複数の多穴伝熱管と連通する複数の第3開口を有し、複数の多穴伝熱管が当接する第3部材とを含む。第1部材、第2部材及び第3部材は、第1部材、第2部材及び第3部材の順に配置され、第3方向における各第3開口の幅の範囲内で各第2開口が各第3開口に重なり且つ第3方向における各第2開口の幅の範囲内で第1開口が各第2開口に重なるように接合されている。
第1観点の熱交換器では、第2部材によって多穴伝熱管とヘッダとの接合部の応力集中を緩和し、熱交換器の耐圧強度を向上させることができる。
第2観点の熱交換器は、第1観点の熱交換器であって、第1部材が、断面形状がΩ形状になるように押し出された押出加工部材である。
第2観点の熱交換器では、断面形状がΩ形状の複雑な形状を有する第1部材に押出加工された押出加工部材をそのまま用いることができ、熱交換器の製造コストを低く抑えることができる。
第3観点の熱交換器は、第1観点または第2観点の熱交換器であって、第1部材は、第1開口の第2方向の長さよりも厚い肉厚持つ平板状の平板部を有する。
第3観点の熱交換器では、第1部材の平板部の肉厚が第1開口の第2方向の長さよりも厚いので、平板部の肉厚が第1開口の第2方向の長さと同じ場合に比べて、冷媒から圧力を受ける受圧面積を小さくすることができる。平板部の肉厚を第1開口の第2方向の長さよりも厚くした熱交換器は、耐圧強度を確保し易くなる。
第4観点の熱交換器は、第1観点から第3観点のいずれかの熱交換器であって、ヘッダの第1部材及び複数の多穴伝熱管は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。
第5観点の熱交換器は、第1観点から第4観点のいずれかの熱交換器であって、ヘッダの内部に流す冷媒が、二酸化炭素冷媒である。
第6観点の熱交換器は、第1観点から第5観点のいずれかの熱交換器であって、第4部材と、第5部材とを備える。第4部材は、複数の多穴伝熱管が通り抜ける複数の第4開口を有し、第3部材に接合されている。第5部材は、複数の多穴伝熱管が嵌って貫通する複数の第5開口を有し、第1部材、第2部材及び第3部材の側面並びに第4部材に接合されている。
第7観点の熱交換器は、第1観点から第6観点のいずれかの熱交換器であって、第3方向における第1開口の幅の2倍よりも、第3方向における各第2開口の幅が大きい。
第7観点の熱交換器では、第1開口の幅の2倍よりも各第2開口の幅が大きいので、第1部材と第2部材を例えばロウ付けしたときに第1開口がロウで狭まり難い。
第8観点の熱交換器は、第1観点から第7観点のいずれかの熱交換器であって、第3方向における各第2開口の幅の2倍よりも、第3方向における各第3開口の幅が大きい。
第8観点の熱交換器では、各第2開口の幅の2倍よりも各第3開口の幅が大きいので、第2開口を有する第2部材による応力集中の緩和効果を十分に引き出すことができる。
以下、一実施形態に係る熱交換器について説明する。図面に示されている第1方向dr1は、ヘッダ10の延びている方向であり、第2方向dr2は、第1方向dr1に交差する方向である。ここでは、第1方向dr1と第2方向dr2が直交する場合について説明する。多穴伝熱管60は、ヘッダ10に対して第2方向dr2に差し込まれている。第3方向dr3は、第1方向dr1及び第2方向dr2の両方と交差する方向である。ここでは、第3方向dr3が第1方向dr1及び第2方向dr2と直交する場合について説明する。第3方向dr3は、ヘッダ10に多穴伝熱管60が差し込まれている箇所における多穴伝熱管60の幅方向である。ヘッダ10に多穴伝熱管60が差し込まれている箇所において、冷媒の熱交換の対象である流体が熱交換器1を通過する方向である。熱交換の対象の流体は、例えば、空気である。例えば、第1方向dr1が鉛直方向である場合には、第2方向dr2及び第3方向dr3は水平方向である。また、以下の説明において、いずれかの「方向に沿って延びる」またはいずれかの「方向に沿って並んでいる」という場合には、延びている物体の延びる方向または並んでいる方向がそのいずれかの方向に一致する場合だけでなく、物体の延びる方向または並んでいる方向とその方向のなす角のうちの小さい方の角が45度以内である場合も含む。例えば、直線状に延びている多穴伝熱管60が第2方向dr2に対して45度傾いて延びている場合でも、多穴伝熱管60が第2方向dr2に沿って延びている場合に該当する。また、多穴伝熱管60が湾曲している場合も、その接線の第2方向dr2に対する傾きが45度以内であれば、多穴伝熱管60が第2方向dr2に沿って延びている場合に該当する。
(1)全体構成
図1には、第3方向dr3から見た熱交換器1が示されている。図2には、第1方向dr1から見た熱交換器1が示されている。熱交換器1は、例えば、冷媒と空気との熱交換を行う空気熱交換器である。熱交換器1を備える冷凍サイクル装置は、例えば空気調和に用いられる。例えば、熱交換器1は、冷媒を超臨界状態とする冷凍サイクルを行う冷凍サイクル装置に適用される。熱交換器1は、冷凍サイクル装置において、冷媒を蒸発させる蒸発器、または冷媒を放熱させる放熱器として用いることができる。ここでの放熱器には、冷媒を凝縮させる凝縮器が含まれる。熱交換器1で熱交換される冷媒は、例えば、熱交換器1の中で4.5MPa以上の高圧になる高圧冷媒である。高圧冷媒としては、例えば、二酸化炭素がある。
図1には、第3方向dr3から見た熱交換器1が示されている。図2には、第1方向dr1から見た熱交換器1が示されている。熱交換器1は、例えば、冷媒と空気との熱交換を行う空気熱交換器である。熱交換器1を備える冷凍サイクル装置は、例えば空気調和に用いられる。例えば、熱交換器1は、冷媒を超臨界状態とする冷凍サイクルを行う冷凍サイクル装置に適用される。熱交換器1は、冷凍サイクル装置において、冷媒を蒸発させる蒸発器、または冷媒を放熱させる放熱器として用いることができる。ここでの放熱器には、冷媒を凝縮させる凝縮器が含まれる。熱交換器1で熱交換される冷媒は、例えば、熱交換器1の中で4.5MPa以上の高圧になる高圧冷媒である。高圧冷媒としては、例えば、二酸化炭素がある。
熱交換器1は、複数のヘッダ10と、複数の多穴伝熱管60と、複数のフィン70とを備えている。複数のヘッダ10を区別するときには、一方を第1ヘッダ11といい、他方を第2ヘッダ12という。ヘッダ10は、第1方向dr1に沿って延びる長い中空部分である本体内部空間S1を有している。この本体内部空間S1を冷媒が流れる。ここで、本体内部空間S1は、第1方向dr1に対して直交する平面で切断した断面の形状が円形と小さな方形とを組み合わせた形になっている。本体内部空間S1の断面形状は、必ずしも円形と小さな方形とを組み合わせた形でなくてもよく、例えば、楕円形と台形を組み合わせた形でもよい。しかし、本体内部空間S1の断面形状は、冷媒からヘッダ10に加わる応力の集中を避けるに、円形と他の形状との組み合わせにすることが好ましい。
第1ヘッダ11は、冷媒を複数の多穴伝熱管60に分配させ、第2ヘッダ12は、複数の多穴伝熱管60から流出する冷媒を合流させる。他の機器から熱交換器1に送られる冷媒は、第1ヘッダ11に流入する。第2ヘッダ12で合流した冷媒は、熱交換器1から他の機器へ送られる。そのために、第1ヘッダ11には、熱交換器1に送られてきた冷媒が通る入口配管(図示せず)が接続され、第2ヘッダ12には熱交換器1から送り出される冷媒が通る出口配管(図示せず)が接続される。
図1に示されている熱交換器1では、2本のヘッダ10(第1ヘッダ11と第2ヘッダ12)に10本以上の多穴伝熱管60の一端と他端がそれぞれ差し込まれている。ここでは、ヘッダ10に対して多穴伝熱管60が直交するように多穴伝熱管60がヘッダ10に差し込まれている。しかし、多穴伝熱管60は、必ずしもヘッダ10に直交するように差し込まれなくてもよく、多穴伝熱管60とヘッダ10のなす角は任意に設定できる。2本のヘッダ10の間に各多穴伝熱管60が差し渡されている。言い換えると、2本のヘッダ10と多数の多穴伝熱管60が棚のように組まれている。ここでは、各多穴伝熱管60は、隣接する他の多穴伝熱管60と平行になるように配置されている。しかし、互いに隣接する多穴伝熱管60同士が、必ずしも平行に配置されていなくてもよく、隣接する多穴伝熱管60同士の位置関係は任意に設定できる。ここでは、10本以上の多穴伝熱管60が等間隔に並べて配置されている。しかし、複数の多穴伝熱管60は、必ずしも等間隔に配置されなくてもよく、例えば不規則な間隔で並べて配置されてもよい。
図3には、複数の多穴伝熱管60と複数のフィン70からなる熱交換部100が示されている。熱交換部100については、後ほど詳しく説明する。図4には、図1のI-I線に沿ったヘッダ10の断面が示されている。図3及び図4に示されているように、1本の多穴伝熱管60は、冷媒の流路である複数の穴65を有している。各多穴伝熱管60は、長さLAの幅と、長さLBの厚さを有する。各多穴伝熱管60は、例えば押出加工によって製造される。多穴伝熱管60は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。ここでは、第3方向dr3が、多穴伝熱管60の幅方向に一致している。ここでは、複数の穴65が、第2方向dr2に沿って延び、第3方向dr3に並んでいる。ここでは、複数の穴65は、互いに平行に等間隔に配置されている。ヘッダ10の本体内部空間S1と多穴伝熱管60の複数の穴65は連通している。第1ヘッダ11の本体内部空間S1から複数の多穴伝熱管60の複数の穴65に冷媒が流出する。複数の多穴伝熱管60の複数の穴65からは第2ヘッダ12の本体内部空間S1に冷媒が流入する。多穴伝熱管60の複数の穴65を流れる冷媒は、多穴伝熱管60の表面を通過する空気と熱交換を行う。
フィン70は、多穴伝熱管60の穴65の中を流れる冷媒と、熱交換器1を通過する空気との熱交換を促進させる部材である。複数のフィン70は、熱交換器1を通過する空気に対する熱交換器1の伝熱面積を増大させる。各フィン70は、薄板状の部材をプレス加工などによって変形させて形成される。フィン70は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。各フィン70は、第1方向dr1に沿って延びている。ここでは、複数のフィン70が、第2方向dr2に沿って等間隔に並べて配置されている。しかし、複数のフィン70は、必ずしも等間隔に配置されなくてもよく、例えば不規則な間隔で並べて配置されてもよい。各フィン70は、複数の多穴伝熱管60と熱的に接続されている。各多穴伝熱管60は、複数のフィン70と熱的に接続されている。複数の多穴伝熱管60が各フィン70の複数の切欠き75に挿入されることによって、複数の多穴伝熱管60と各フィン70とは、直接またはロウ材を介して接触し、熱的に接続される。熱交換器1は、例えば、炉中ロウ付けによって製造される。
熱交換器1の第1ヘッダ11と第2ヘッダ12の間にある複数の多穴伝熱管60と複数のフィン70は、熱交換部100として機能する。熱交換器1で行われる熱交換は、主として、熱交換部100で行われる。図3に示されている熱交換部100の形状は、第1方向dr1と第2方向dr2に広がる構成となっている。言い換えると、図3の熱交換部100は、第1方向dr1から見て、I字形の形状を呈する。しかし、熱交換部100の形状は、図3に示されている形状に限られるものではない。熱交換部100の形状は、例えば、第1方向dr1から見て第2方向dr2に沿って延びた後、湾曲して第3方向dr3に沿って延びる形状であってもよい。例えば、熱交換部100の形状は、第1方向dr1から見て、L字形、U字形、または多角形状を呈するものでもよい。熱交換部100の形状は、熱交換部100を通過する空気の流れが一方向に限られるものでもよく、あるいは熱交換部100を通過する空気の流れが多数の方向を向くような形状であってもよい。
(2)ヘッダ10の詳細構成
図5には、構成部材に分解して、斜めから見た状態のヘッダ10が示されている。図6には、ヘッダ10の長手方向(第1方向dr1)に対して垂直な断面の形状が示されている。以下のヘッダ10の説明では、第1ヘッダ11及び第2ヘッダ12を区別する必要がある場合だけ、第1ヘッダ11と第2ヘッダ12の用語を用いて説明する。
図5には、構成部材に分解して、斜めから見た状態のヘッダ10が示されている。図6には、ヘッダ10の長手方向(第1方向dr1)に対して垂直な断面の形状が示されている。以下のヘッダ10の説明では、第1ヘッダ11及び第2ヘッダ12を区別する必要がある場合だけ、第1ヘッダ11と第2ヘッダ12の用語を用いて説明する。
(2-1)ヘッダ10の構成部材
ヘッダ10は、本体部材である第1部材20と、補強部材である第2部材30と、当て板部材である第3部材40と、挿入代調整部材である第4部材45と、支持部材である第5部材50とを含んでいる。図5では図示が省略されているが、ヘッダ10は、ヘッダ10の第1方向dr1の両端に配置されている閉鎖板も含む。閉鎖板は、第5部材50の取付穴59に取り付けられる。第5部材50の取付穴59に取り付けられた閉鎖板は、本体内部空間S1の両端を塞ぐ。ヘッダ10においては、第1部材20と第2部材30と第3部材40と第4部材45と第5部材50とが接合されている。ヘッダ10における接合は、例えば、ロウ付けによる部材同士の固定である。例えば、第5部材50をクラッド材とし、第5部材50から第1部材20と第2部材30と第3部材40と第4部材45に、ロウ材を供給することでロウ付けによる部材同士の固定を行うことができる。第5部材50以外の例えば、第2部材30と第3部材40と第4部材45の全てまたはそれらのうちの幾つかにクラッド材を用いてもよい。また、ロウ材は、例えば、第2部材30と第3部材40と第4部材45と第5部材50以外から供給するように構成してもよい。さらに、ここでは、第5部材50の爪部57で物理的に保持して第1部材20と第2部材30と第3部材40と第4部材45が固定されている。爪部57による固定を省くこともできるが、高圧冷媒の使用に耐えるには、爪部57による固定も行う方が好ましい。ただし、物理的な固定方法は、爪部57による保持には限られるものではない。
ヘッダ10は、本体部材である第1部材20と、補強部材である第2部材30と、当て板部材である第3部材40と、挿入代調整部材である第4部材45と、支持部材である第5部材50とを含んでいる。図5では図示が省略されているが、ヘッダ10は、ヘッダ10の第1方向dr1の両端に配置されている閉鎖板も含む。閉鎖板は、第5部材50の取付穴59に取り付けられる。第5部材50の取付穴59に取り付けられた閉鎖板は、本体内部空間S1の両端を塞ぐ。ヘッダ10においては、第1部材20と第2部材30と第3部材40と第4部材45と第5部材50とが接合されている。ヘッダ10における接合は、例えば、ロウ付けによる部材同士の固定である。例えば、第5部材50をクラッド材とし、第5部材50から第1部材20と第2部材30と第3部材40と第4部材45に、ロウ材を供給することでロウ付けによる部材同士の固定を行うことができる。第5部材50以外の例えば、第2部材30と第3部材40と第4部材45の全てまたはそれらのうちの幾つかにクラッド材を用いてもよい。また、ロウ材は、例えば、第2部材30と第3部材40と第4部材45と第5部材50以外から供給するように構成してもよい。さらに、ここでは、第5部材50の爪部57で物理的に保持して第1部材20と第2部材30と第3部材40と第4部材45が固定されている。爪部57による固定を省くこともできるが、高圧冷媒の使用に耐えるには、爪部57による固定も行う方が好ましい。ただし、物理的な固定方法は、爪部57による保持には限られるものではない。
第5部材50をクラッド材とする場合には、第1部材20と第2部材30と第3部材40と第4部材45とは、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるとしても互いに接合できる。第5部材50をクラッド材とする場合、第5部材50には、例えば、ロウ材を除いた部分がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる部材を用いることができる。このように、ヘッダ10にアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いる場合には、冷媒の圧力を110MPaよりも小さく設定することが好ましい。第1部材20は、押出加工により加工されたものである。押出加工において、第1部材20は、断面形状がΩ形状の状態で押し出されて成形される。このような押出加工により成形された第1部材20は、押出加工部材である。第2部材30と第3部材40と第4部材45と第5部材50は、例えば、それぞれ、金属板をプレス加工することにより形成される。ここでのプレス加工は、プレス機により、金属板を打ち抜いて穴を形成したり、金属板を折り曲げたりする加工である。
(2―1-1)第1部材20(本体部材)
図6には、第2方向dr2及び第3方向dr3に広がる平面で切断した第1部材20の断面形状が示されている。また、図7には、多穴伝熱管60が組み込まれた第1部材20を、第2方向dr2及び第3方向dr3に広がる平面で切断した状態が示されている。第1部材20は、第1方向dr1に延びているから、第1部材20の長手方向が第1方向dr1に一致している。図6及び図7に示されているように、第1部材20の本体内部空間S1は、断面円形の部分である円柱空間S11と、断面方形の部分である第1開口O1とを含んでいる。円柱空間S11と第1開口O1は繋がっていて、円柱空間S11と第1開口O1は共に第1方向dr1に延びている。第1部材20は、円柱空間S11の周りの円筒状部21と円筒状部21から第3方向dr3に突出している2つの平板部22とを備えている。言い換えると、平板部22は、第1方向dr1と第3方向dr3に広がっている。第1方向dr1に対して垂直な平面で切断した円筒状部21と2つの平板部22の断面の呈する形状が、Ω形状である。
図6には、第2方向dr2及び第3方向dr3に広がる平面で切断した第1部材20の断面形状が示されている。また、図7には、多穴伝熱管60が組み込まれた第1部材20を、第2方向dr2及び第3方向dr3に広がる平面で切断した状態が示されている。第1部材20は、第1方向dr1に延びているから、第1部材20の長手方向が第1方向dr1に一致している。図6及び図7に示されているように、第1部材20の本体内部空間S1は、断面円形の部分である円柱空間S11と、断面方形の部分である第1開口O1とを含んでいる。円柱空間S11と第1開口O1は繋がっていて、円柱空間S11と第1開口O1は共に第1方向dr1に延びている。第1部材20は、円柱空間S11の周りの円筒状部21と円筒状部21から第3方向dr3に突出している2つの平板部22とを備えている。言い換えると、平板部22は、第1方向dr1と第3方向dr3に広がっている。第1方向dr1に対して垂直な平面で切断した円筒状部21と2つの平板部22の断面の呈する形状が、Ω形状である。
第1開口O1は、第3方向dr3において幅W1を有している。第1開口O1の幅W1は、例えば、0.8mm≦W1≦2.0mmの範囲内で設定される。第1開口O1は、第2方向dr2において長さL1を有している。第1開口O1は、多穴伝熱管60の穴65に連通している開口である。平板部22は、第2方向dr2において肉厚T1を有している。平板部22の肉厚T1は、例えば2mm≦T1≦4.5mmの範囲内で設定される。第1開口O1の受圧面積を減らすために、第1開口O1の長さL1が平板部22の肉厚T1よりも小さくなるように設定される。
(2―1-2)第2部材30(補強部材)
補強部材である第2部材30は、第1方向dr1に沿って複数並んでいる第2開口O2を有する平板である。補強部材である第2部材30は、ヘッダ10と多穴伝熱管60との接合箇所の周辺に生じる応力の集中を緩和する機能を有する。第2部材30と第1部材20の平板部22は、第2部材30と平板部22の第1方向dr1及び第3方向dr3に広がる面同士が互いにロウ付けされている。第2部材30の肉厚T2は、例えば2mm≦T2≦4.5mmの範囲内で設定される。第2部材30は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金の金属平板をプレス加工によって加工することによって製造される。肉厚T2が前述のような範囲であれば、第2部材30は、プレス加工によって容易に加工することができる。プレス加工により金属平板から第2開口O2の部分を打ち抜くことによって第2部材30が形成できる。
補強部材である第2部材30は、第1方向dr1に沿って複数並んでいる第2開口O2を有する平板である。補強部材である第2部材30は、ヘッダ10と多穴伝熱管60との接合箇所の周辺に生じる応力の集中を緩和する機能を有する。第2部材30と第1部材20の平板部22は、第2部材30と平板部22の第1方向dr1及び第3方向dr3に広がる面同士が互いにロウ付けされている。第2部材30の肉厚T2は、例えば2mm≦T2≦4.5mmの範囲内で設定される。第2部材30は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金の金属平板をプレス加工によって加工することによって製造される。肉厚T2が前述のような範囲であれば、第2部材30は、プレス加工によって容易に加工することができる。プレス加工により金属平板から第2開口O2の部分を打ち抜くことによって第2部材30が形成できる。
第2開口O2は、第3方向dr3において幅W2を有している。第2開口O2は、2つの半円形を直線で繋いだ形状である長円形である。プレス加工によって第2開口O2を形成するには、第2開口O2の幅W2は、肉厚T2の1.5倍以上であることが好ましい。第2開口O2の幅W2は、例えば肉厚T2が2mm≦T2≦4.5mmであれば、3mm≦W2≦6.75mmの範囲内で設定される。高い耐圧強度を得るには、第2開口O2の幅W2は、狭い方が好ましく、10mm以下であることが好ましい。第2開口O2の幅W2は、ロウ付けで第1開口O1がロウ材によって閉塞しないようにするために、第2開口O2の端部からロウ材がはみ出す長さ(例えば0.8mm以上2mm以下)を第1開口O1の幅W1に加えた長さ以上に設定することが好ましい。例えば、第1開口O1の幅W1が1.6mmであれば、耐圧強度とロウ材のはみ出しを考慮すると、第2開口O2の幅W2は、3.2mm≦W2≦5.6mmの範囲内で設定されるのが好ましい。
第2開口O2の第1方向dr1の長さL2は、例えば、多穴伝熱管60の第1方向dr1の長さLBよりも長く、長さLBの2倍よりも短い(LB≦L2≦{LB×2})。
(2―1-3)第3部材40(当て板部材)
当て板部材である第3部材40は、第1方向dr1に沿って複数並んでいる第3開口O3を有する平板である。第3開口O3は長円形である。当て板部材である第3部材40は、ヘッダ10に勘合される多穴伝熱管60の先端に当接して、全ての穴65と第1開口OP1とを連通させるための部材である。第2部材30と第3部材40は、第2部材30と第3部材40の第1方向dr1及び第3方向dr3に広がる面同士が互いにロウ付けされている。第3部材40の肉厚T3は、例えば2mm≦T3≦4.5mmの範囲内で設定される。第3部材40は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金の金属平板をプレス加工によって加工することによって製造される。肉厚T3が前述のような範囲であれば、第3部材40は、プレス加工によって容易に加工することができる。プレス加工により金属平板から第3開口O3の部分を打ち抜くことによって第3部材40が形成できる。
当て板部材である第3部材40は、第1方向dr1に沿って複数並んでいる第3開口O3を有する平板である。第3開口O3は長円形である。当て板部材である第3部材40は、ヘッダ10に勘合される多穴伝熱管60の先端に当接して、全ての穴65と第1開口OP1とを連通させるための部材である。第2部材30と第3部材40は、第2部材30と第3部材40の第1方向dr1及び第3方向dr3に広がる面同士が互いにロウ付けされている。第3部材40の肉厚T3は、例えば2mm≦T3≦4.5mmの範囲内で設定される。第3部材40は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金の金属平板をプレス加工によって加工することによって製造される。肉厚T3が前述のような範囲であれば、第3部材40は、プレス加工によって容易に加工することができる。プレス加工により金属平板から第3開口O3の部分を打ち抜くことによって第3部材40が形成できる。
第3開口O3は、第3方向dr3において幅W3を有している。プレス加工によって第3開口O3を形成するには、第3開口O3の幅W3は、肉厚T3の1.5倍以上であることが好ましい。第3開口O3の幅W3は、多穴伝熱管60の長さLAよりも短く設定される。ただし、多穴伝熱管60の穴65が全て第3開口O3と連通するように、最も外側にある穴65までを含む幅W6(図7参照)よりも第3開口O3の端が外側に位置するように幅W3が設定されている。高い耐圧強度を得るには、第3開口O3の幅W3は、狭い方が好ましい。第3開口O3の幅W3は、ロウ付けで第2開口O2がロウ材によって狭まらないようにするために、第3開口O3の端部からロウ材がはみ出す長さ(例えば0.8mm以上2mm以下)を第2開口O2の幅W2に加えた長さ以上に設定することが好ましい。また、多穴伝熱管60の穴65から第3開口O3の端までの距離がロウ材のはみ出す長さよりも長いことが好ましい。
第3開口O3の第1方向dr1の長さL3は、例えば、多穴伝熱管60の第1方向dr1の長さLBよりも長く、長さLBの3倍よりも短い(LB≦L2≦{LB×3})。
(2―1-4)第4部材45(挿入代調整部材)
挿入代調整部材である第4部材45は、第1方向dr1に沿って複数並んでいる第4開口O4を有する平板である。第4開口O4は長円形である。挿入代調整部材である第4部材45は、支持部材である第5部材50からヘッダ10の先端までの長さ(挿入代)を決めるための部材である。第3部材40と第4部材45は、第3部材40と第4部材45の第1方向dr1及び第3方向dr3に広がる面同士が互いにロウ付けされている。また、第4開口O4の内面には、多穴伝熱管60がロウ付けされている。第4部材45の肉厚T4は、例えば2mm≦T4≦4.5mmの範囲内で設定される。第4部材450は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金の金属平板をプレス加工によって加工することによって製造される。肉厚T4が前述のような範囲であれば、第4部材45は、プレス加工によって容易に加工することができる。プレス加工により金属平板から第4開口O4の部分を打ち抜くことによって第4部材45が形成できる。
挿入代調整部材である第4部材45は、第1方向dr1に沿って複数並んでいる第4開口O4を有する平板である。第4開口O4は長円形である。挿入代調整部材である第4部材45は、支持部材である第5部材50からヘッダ10の先端までの長さ(挿入代)を決めるための部材である。第3部材40と第4部材45は、第3部材40と第4部材45の第1方向dr1及び第3方向dr3に広がる面同士が互いにロウ付けされている。また、第4開口O4の内面には、多穴伝熱管60がロウ付けされている。第4部材45の肉厚T4は、例えば2mm≦T4≦4.5mmの範囲内で設定される。第4部材450は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金の金属平板をプレス加工によって加工することによって製造される。肉厚T4が前述のような範囲であれば、第4部材45は、プレス加工によって容易に加工することができる。プレス加工により金属平板から第4開口O4の部分を打ち抜くことによって第4部材45が形成できる。
第4開口O4は、第3方向dr3において幅W4を有している。プレス加工によって第4開口O4を形成するには、第4開口O4の幅W4は、肉厚T4の1.5倍以上であることが好ましい。第4開口O4の幅W4は、多穴伝熱管60の長さLAよりも長く設定される。多穴伝熱管60の側面60sと第4開口O4の内面とがロウ付けされるように、第4開口O4の幅W4が多穴伝熱管60の長さLAに近い方が好ましい。
第4開口O4の第1方向dr1の長さL4は、例えば、多穴伝熱管60の第1方向dr1の長さLBよりも長く、長さLBの3倍よりも短い(LB≦L2≦{LB×3})。
(2―1-5)第5部材50(支持部材)
支持部材である第5部材50は、第1方向dr1に沿って複数並んでいる第5開口O5を有する。第5開口O5は長円形である。第5部材50は、平板の第3方向dr3の両端を第2方向dr2に折り曲げた形状を有する。そのため、第1方向dr1に直交する平面で切断した断面が、C字形になっている。第5部材50は、C字形の形状によって、第1部材20の平板部22と第2部材30と第3部材40に接することができている。この第5部材50は、複数の第5開口O5が形成されている伝熱管支持部51と、第1部材20の平板部22と第2部材30と第3部材40に接している第1側部52及び第2側部53とを有する(図7参照)。伝熱管支持部51と第1側部52と第2側部53は、平板状である。
支持部材である第5部材50は、第1方向dr1に沿って複数並んでいる第5開口O5を有する。第5開口O5は長円形である。第5部材50は、平板の第3方向dr3の両端を第2方向dr2に折り曲げた形状を有する。そのため、第1方向dr1に直交する平面で切断した断面が、C字形になっている。第5部材50は、C字形の形状によって、第1部材20の平板部22と第2部材30と第3部材40に接することができている。この第5部材50は、複数の第5開口O5が形成されている伝熱管支持部51と、第1部材20の平板部22と第2部材30と第3部材40に接している第1側部52及び第2側部53とを有する(図7参照)。伝熱管支持部51と第1側部52と第2側部53は、平板状である。
支持部材である第5部材50は、第5開口O5に勘合される多穴伝熱管60を、第5開口O5の内面によって支持する部材である。第5開口O5の内面の全面が、多穴伝熱管60の外周面にロウ付けされている。このようにロウ付けされることによって、第5部材50と多穴伝熱管60の境界から冷媒が漏洩するのを防止している。第4部材45と第5部材50の伝熱管支持部51は、第4部材45と伝熱管支持部51の第1方向dr1及び第3方向dr3に広がる面同士が互いにロウ付けされている。第1側部52は、第1部材20の平板部22の一方の側面22s、第2部材30の一方の側面30s、第3部材40の一方の側面40s及び第4部材45の一方の側面45sにロウ付けされている。同様に、第2側部53は、第1部材20の平板部22の他方の側面22s、第2部材30の他方の側面30s、第3部材40の他方の側面40s及び第4部材45の他方の側面45sにロウ付けされている。
第5部材50の肉厚T5は、例えば2mm≦T5≦4.5mmの範囲内で設定される。第5部材50は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金の金属平板をプレス加工によって加工することによって製造される。肉厚T5が前述のような範囲であれば、第5部材50は、プレス加工によって容易に加工することができる。プレス加工により金属平板から第5開口O5の部分及び取付穴59の部分を打ち抜き、その後に第1側部52と第2側部53に相当する部分をプレス加工により折り曲げることによって第5部材50が形成できる。
第5開口O5は、第3方向dr3において幅W5を有している。プレス加工によって第5開口O5を形成するには、第5開口O5の幅W5は、肉厚T5の1.5倍以上であることが好ましい。第5開口O5の幅W5は、多穴伝熱管60の長さLAに一致するように設定される。ただし、多穴伝熱管60の組み立ての際に、第5開口O5に多穴伝熱管60がスムーズに入るように、第5開口O5の形状よりも多穴伝熱管60の外形が僅かに小さくなるように設定されている。従って、第5開口O5の第1方向dr1の長さL5は、多穴伝熱管60の第1方向dr1の長さLBに一致する。
(2―1-6)開口同士の幅の比
第1部材20の第1開口O1の幅W1がロウ付けで閉塞しないようにするには、第2部材30の第2開口O2の幅W2は、幅W1にロウ材がはみ出す長さLαの2倍(Lα×2)を加えた値以上とすることが好ましい。例えば、第1開口O1の幅W1が1.6mmであり且つロウ材がはみ出す長さLαが0.8mm~2mmである場合には、第2開口O2の幅W2は、3.2mm~5.6mm以上に設定されるのが好ましい。ロウ付けの観点からは、幅W2が3.2mmであれば2/1≦W2/W1となるように、幅W2が5.6mmであれば3.5/1≦W2/W1となるように、W1とW2の比が設定されるのが好ましいことになる。第1開口O1の幅W1の2倍よりも各第2開口O2の幅W2が大きいと、第1部材20と第2部材30をロウ付けしたときに第1開口O1がロウで狭まり難くなる。また、製造時に第1部材20と第2部材30がずれてロウ付けされても、第2部材30によって第1開口O1が狭まるのを防ぐことができる。
第1部材20の第1開口O1の幅W1がロウ付けで閉塞しないようにするには、第2部材30の第2開口O2の幅W2は、幅W1にロウ材がはみ出す長さLαの2倍(Lα×2)を加えた値以上とすることが好ましい。例えば、第1開口O1の幅W1が1.6mmであり且つロウ材がはみ出す長さLαが0.8mm~2mmである場合には、第2開口O2の幅W2は、3.2mm~5.6mm以上に設定されるのが好ましい。ロウ付けの観点からは、幅W2が3.2mmであれば2/1≦W2/W1となるように、幅W2が5.6mmであれば3.5/1≦W2/W1となるように、W1とW2の比が設定されるのが好ましいことになる。第1開口O1の幅W1の2倍よりも各第2開口O2の幅W2が大きいと、第1部材20と第2部材30をロウ付けしたときに第1開口O1がロウで狭まり難くなる。また、製造時に第1部材20と第2部材30がずれてロウ付けされても、第2部材30によって第1開口O1が狭まるのを防ぐことができる。
補強部材である第2部材30は、通常、板厚(肉厚)2mm~4.5mmのアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属板が使用される。このような第2部材30をプレス加工するには、幅W2を金属板の板厚の1.5倍以上にするのが好ましい。そのため、通常、幅W2は、板厚が2mmであれば3mm以上に、板厚が4.5mmであれば6.75mm以上に設定するのが好ましい。金属板の板厚と幅W2の関係の観点からは、例えば、第1開口O1の幅W1が1.6mmであり、板厚が2mmであれば、1.88/1≦W2/W1となるように、板厚が4.5mmであれば4.2/1≦W2/W1となるように、W1とW2の比が設定されるのが好ましいことになる。
耐圧強度の観点からは、第2開口O2の幅W2が、10mm以下であることが好ましい。このことから、例えば、第1開口O1の幅W1が1.6mmであれば、W2/W1≦6.25/1となるように、W1とW2の比が設定されるのが好ましいことになる。
以上のような考察を通常用いられる第1開口O1の幅W1について行うと、幅W1は、2/1≦W2/W1≦6/1という条件を満たすことが好ましく、さらに2.5/1≦W2/W1≦4/1という条件を満たすことが好ましいことになる。
第3方向における各第2開口O2の幅W2の2倍よりも、第3方向における各第3開口O3の幅W3が大きい。逆に言えば、各第3開口O3の幅W3の2分の1よりも、各第2開口O2の幅W2が小さい(W2/W3≦1/2)。W2/W3≦1/2の条件を満たすように設定することで、各第3開口O3の幅W3の2分の1よりも各第2開口O2の幅W2を大きくした場合に比べて、第2部材30による補強の効果が低下するのを抑制することができる。例えば、第3開口O3の幅W3を第2開口O2の幅W2と同じにすると、第2開口O2を有する第2部材30を設けたことによる応力集中の緩和効果を得られなくなる。
(3)特徴
(3-1)
上記実施形態の熱交換器1は、第3方向dr3における第1開口O1の幅W1よりも大きな幅W2を持つ複数の第2開口O2を有する第2部材30を備えている。この第2部材30によって多穴伝熱管60とヘッダ10との接合部の応力集中が緩和でき、熱交換器1の耐圧強度を向上させることができる。
(3-1)
上記実施形態の熱交換器1は、第3方向dr3における第1開口O1の幅W1よりも大きな幅W2を持つ複数の第2開口O2を有する第2部材30を備えている。この第2部材30によって多穴伝熱管60とヘッダ10との接合部の応力集中が緩和でき、熱交換器1の耐圧強度を向上させることができる。
熱交換器1における耐圧強度の向上について、図8から図14を用いて説明する。図8には、上記実施形態の多穴伝熱管60の第3方向dr3の中央及び、ヘッダ10の円柱空間S11の中心軸を通る平面で切断した多穴伝熱管60の一部とヘッダ10の一部が示されている。図9には、図8に示されているヘッダ10の一部のうちの1本の多穴伝熱管60の周辺が示されている。図10には、高圧の冷媒をヘッダ10と多穴伝熱管60に流した場合のシミュレーション結果において、特に高い応力が生じている応力集中箇所Ar1がハッチングによって示されている。
図11から図14に示されているヘッダ210は、補強部材である第2部材30を実施形態のヘッダ10から取り除いた構成を有している。図11には、ヘッダ210を分解して斜めから見た状態が示されている。図11に示されている第1部材20、第3部材40、第4部材45及び第5部材50は、上記実施形態で説明した同一符号を付した部材と同じ部材である。図11に示されているように、ヘッダ210においては、第1部材20の第1方向dr1と第3方向dr3に広がる面にロウ付けされているのは、第3部材40である。図12には、多穴伝熱管60の第3方向dr3の中央及び、比較対象のヘッダ210の円柱空間S11の中心軸を通る平面で切断した多穴伝熱管60の一部とヘッダ210の一部が示されている。図13には、図12に示されているヘッダ210の一部のうちの1本の多穴伝熱管60の周辺が示されている。図14には、高圧の冷媒をヘッダ210と多穴伝熱管60に流した場合のシミュレーション結果において、特に高い応力が生じている応力集中箇所Ar2がハッチングによって示されている。図10と図14に示されているシミュレーション結果は、ヘッダ10,210の形状以外の条件を同じにしてシミュレーションを行った結果である。
図10と図14とを比較して分かるように、高圧の冷媒を流すことによって、ヘッダ10,210の第1開口O1の周囲に、特に高い応力が生じている応力集中箇所Ar1,Ar2が発生している。ヘッダ210においては、多穴伝熱管60とヘッダ210の接合箇所の周辺にも、特に高い応力が生じている応力集中箇所Ar2が発生している。しかし、ヘッダ10においては、多穴伝熱管60とヘッダ10の接合箇所の周辺に、特に高い応力が生じている応力集中箇所Ar1は発生していない。図10と図14に示されたシミュレーション結果は、多穴伝熱管60とヘッダ10の接合箇所の周辺の応力を緩和するという、補強部材である第2部材30の機能を示している。
(3-2)
上記実施形態の第1部材20が、断面形状がΩ形状になるように押し出された押出加工部材である場合には、複雑な形状を有する第1部材20に、押出加工された押出加工部材をそのまま用いることができる。複雑な形状を有する第1部材20に押出加工部材を用いることで、熱交換器1の製造の手間を省き、製造コストを低く抑えることができる。
上記実施形態の第1部材20が、断面形状がΩ形状になるように押し出された押出加工部材である場合には、複雑な形状を有する第1部材20に、押出加工された押出加工部材をそのまま用いることができる。複雑な形状を有する第1部材20に押出加工部材を用いることで、熱交換器1の製造の手間を省き、製造コストを低く抑えることができる。
(3-3)
図6に示されているように、第1部材20は、第1開口OP1の第2方向dr2の長さL1よりも厚い肉厚T1持つ平板状の平板部22を有している。第1部材20の平板部の肉厚T1が第1開口O1の第2方向dr2の長さL1よりも厚いので、平板部22の肉厚T1が第1開口O1の第2方向dr2の長さL1と同じ場合に比べて、冷媒から圧力を受ける受圧面積を小さくすることができる。このように、平板部22の肉厚T1を第1開口O1の第2方向dr2の長さL1よりも厚くした熱交換器1は、耐圧強度を確保し易くなっている。
図6に示されているように、第1部材20は、第1開口OP1の第2方向dr2の長さL1よりも厚い肉厚T1持つ平板状の平板部22を有している。第1部材20の平板部の肉厚T1が第1開口O1の第2方向dr2の長さL1よりも厚いので、平板部22の肉厚T1が第1開口O1の第2方向dr2の長さL1と同じ場合に比べて、冷媒から圧力を受ける受圧面積を小さくすることができる。このように、平板部22の肉厚T1を第1開口O1の第2方向dr2の長さL1よりも厚くした熱交換器1は、耐圧強度を確保し易くなっている。
(3-4)
第1部材20の第1開口O1の幅W1の2倍よりも、第2部材30の各第2開口O2の幅W2が大きいと、第1部材20と第2部材30をロウ付けしたときに第1開口O1がロウで狭まり難くなる。
第1部材20の第1開口O1の幅W1の2倍よりも、第2部材30の各第2開口O2の幅W2が大きいと、第1部材20と第2部材30をロウ付けしたときに第1開口O1がロウで狭まり難くなる。
(3-5)
各第3開口O3の幅W3の2分の1よりも各第2開口O2の幅W2を小さくすることで、幅W3の2分の1よりも幅W2を大きくした場合に比べて、第2部材30による補強の効果が低下するのを抑制することができる。
各第3開口O3の幅W3の2分の1よりも各第2開口O2の幅W2を小さくすることで、幅W3の2分の1よりも幅W2を大きくした場合に比べて、第2部材30による補強の効果が低下するのを抑制することができる。
(4)変形例
(4-1)変形例A
上記実施形態では、熱交換器1が、図2に示されているように、熱交換の対象の空気が通過するのは1枚の熱交換部100だけである。しかし、熱交換の対象の空気が通過する熱交換部100は1枚だけには限られない。例えば、図2に示されている構成を第3方向dr3に2つ重ねて1つの熱交換器1を構成することもできる。
(4-1)変形例A
上記実施形態では、熱交換器1が、図2に示されているように、熱交換の対象の空気が通過するのは1枚の熱交換部100だけである。しかし、熱交換の対象の空気が通過する熱交換部100は1枚だけには限られない。例えば、図2に示されている構成を第3方向dr3に2つ重ねて1つの熱交換器1を構成することもできる。
(4-2)変形例B
上記実施形態では、第1部材20が押出加工部材である場合について説明した。しかし、第1部材20は、必ずしも押出加工によって成形される必要はなく、他の方法によって成形されたものであってもよい。
上記実施形態では、第1部材20が押出加工部材である場合について説明した。しかし、第1部材20は、必ずしも押出加工によって成形される必要はなく、他の方法によって成形されたものであってもよい。
(4-3)変形例C
上記実施形態では、熱交換器1が炉中でロウ付けされることで製造される場合について説明した。しかし、熱交換器1を構成する各部材は、炉中ロウ付け以外の方法によって接合されてもよい。例えば、溶接によって熱交換器1を構成する部材同士が接合されてもよい。
上記実施形態では、熱交換器1が炉中でロウ付けされることで製造される場合について説明した。しかし、熱交換器1を構成する各部材は、炉中ロウ付け以外の方法によって接合されてもよい。例えば、溶接によって熱交換器1を構成する部材同士が接合されてもよい。
(4-4)変形例D
上記実施形態において、ヘッダ10の各構成部材がアルミニウム又はアルミニウム合金で構成される場合について説明した。しかし、ヘッダ10の各構成部材のいずれかまたは全てがアルミニウム又はアルミニウム合金以外の金属で構成されてもよい。
上記実施形態において、ヘッダ10の各構成部材がアルミニウム又はアルミニウム合金で構成される場合について説明した。しかし、ヘッダ10の各構成部材のいずれかまたは全てがアルミニウム又はアルミニウム合金以外の金属で構成されてもよい。
(4-5)変形例E
上記実施形態では、熱交換器1が冷媒と空気とを熱交換させる空気熱交換器である場合について説明した。しかし、熱交換器1は、必ずしも空気熱交換器には限定されない。熱交換器1は、冷媒と他の熱媒体とを熱交換させるように構成されてもよい。
上記実施形態では、熱交換器1が冷媒と空気とを熱交換させる空気熱交換器である場合について説明した。しかし、熱交換器1は、必ずしも空気熱交換器には限定されない。熱交換器1は、冷媒と他の熱媒体とを熱交換させるように構成されてもよい。
(4-6)変形例F
上記実施形態では、フィン70が複数の切欠き75を有し、各切欠き75に多穴伝熱管60が挿入されている場合について説明した。しかし、フィン70については他の形態のフィンを用いてもよい。例えば、フィン70は、第1方向dr1に沿って並ぶ複数の貫通穴を有し、貫通穴に多穴伝熱管60が挿入されるものであってもよい。また、フィン70の無いタイプの熱交換器にも、ヘッダ10を適用することができる。
上記実施形態では、フィン70が複数の切欠き75を有し、各切欠き75に多穴伝熱管60が挿入されている場合について説明した。しかし、フィン70については他の形態のフィンを用いてもよい。例えば、フィン70は、第1方向dr1に沿って並ぶ複数の貫通穴を有し、貫通穴に多穴伝熱管60が挿入されるものであってもよい。また、フィン70の無いタイプの熱交換器にも、ヘッダ10を適用することができる。
(4-7)変形例G
上記実施形態では、熱交換器1を流れる高圧の冷媒がCO2冷媒(二酸化炭素冷媒)である場合について説明した。しかし、熱交換器1を流れる冷媒は、必ずしもCO2冷媒に限定されず、他の冷媒であってもよい。
上記実施形態では、熱交換器1を流れる高圧の冷媒がCO2冷媒(二酸化炭素冷媒)である場合について説明した。しかし、熱交換器1を流れる冷媒は、必ずしもCO2冷媒に限定されず、他の冷媒であってもよい。
(4-8)変形例H
上記実施形態では、挿入代調整部材である第4部材45を1枚設ける場合について説明した。しかし、第4部材45は、1枚には限られず、複数であってもよい。
上記実施形態では、挿入代調整部材である第4部材45を1枚設ける場合について説明した。しかし、第4部材45は、1枚には限られず、複数であってもよい。
(4-9)変形例I
上記実施形態では、第2開口O2、第3開口O3、第4開口O4及び第5開口O5が長円形である場合について説明した。しかし、第2開口O2、第3開口O3、第4開口O4及び第5開口O5の形状は、長円形には限られない。第2開口O2、第3開口O3、第4開口O4及び第5開口O5の形状は、例えば、楕円形、長方形、台形であってもよい。
上記実施形態では、第2開口O2、第3開口O3、第4開口O4及び第5開口O5が長円形である場合について説明した。しかし、第2開口O2、第3開口O3、第4開口O4及び第5開口O5の形状は、長円形には限られない。第2開口O2、第3開口O3、第4開口O4及び第5開口O5の形状は、例えば、楕円形、長方形、台形であってもよい。
以上、本開示の実施形態を説明したが、請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
1 熱交換器
10 ヘッダ
20 第1部材
21 円筒状部
22 平板部
30 第2部材
40 第3部材
45 第4部材
50 第5部材
60 多穴伝熱管
65 穴
O1 第1開口
O2 第2開口
O3 第3開口
O4 第4開口
O5 第5開口
10 ヘッダ
20 第1部材
21 円筒状部
22 平板部
30 第2部材
40 第3部材
45 第4部材
50 第5部材
60 多穴伝熱管
65 穴
O1 第1開口
O2 第2開口
O3 第3開口
O4 第4開口
O5 第5開口
Claims (8)
- 第1方向に延び、内部に冷媒が流れるヘッダ(10)と、
前記ヘッダに対して前記第1方向と交差する第2方向に差し込まれていて、前記ヘッダの前記内部と連通する複数の穴(65)を有し、前記ヘッダに差し込まれている箇所において前記第1方向の高さよりも前記第1方向と交差する第3方向の幅が大きい扁平な複数の多穴伝熱管(60)と
を備え、
前記ヘッダは、
前記第1方向に延びる第1開口(O1)を有し、前記第1方向に対して垂直な断面形状がΩ形状の第1部材(20)と、
前記第3方向における前記第1開口の幅よりも大きな幅を持つ複数の第2開口(O2)を有する第2部材(30)と、
前記第3方向における前記複数の第2開口の幅よりも大きな幅を持ち且つ前記複数の多穴伝熱管と連通する複数の第3開口(O3)を有し、前記複数の多穴伝熱管が当接する第3部材(40)と
を含み、
前記第1部材、前記第2部材及び前記第3部材は、前記第1部材、前記第2部材及び前記第3部材の順に配置され、前記第3方向における前記各第3開口の幅の範囲内で前記各第2開口が前記各第3開口に重なり且つ前記第3方向における前記各第2開口の幅の範囲内で前記第1開口が前記各第2開口に重なるように接合されている、熱交換器(1)。 - 前記第1部材が、断面形状がΩ形状になるように押し出された押出加工部材である、
請求項1に記載の熱交換器(1)。 - 前記第1部材は、前記第1開口の前記第2方向の長さよりも厚い肉厚持つ平板状の平板部(22)を有する、
請求項1または請求項2に記載の熱交換器(1)。 - 前記ヘッダの前記第1部材及び前記複数の多穴伝熱管は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる、
請求項1から3のいずれか一項に記載の熱交換器(1)。 - 前記ヘッダの前記内部に流す冷媒が、二酸化炭素冷媒である、
請求項1から4のいずれか一項に記載の熱交換器(1)。 - 前記複数の多穴伝熱管が通り抜ける複数の第4開口(O4)を有し、前記第3部材に接合されている第4部材(45)と、
前記複数の多穴伝熱管が嵌って貫通する複数の第5開口(O5)を有し、前記第1部材、前記第2部材及び前記第3部材の側面並びに前記第4部材に接合されている第5部材(50)と
を備える、
請求項1から5のいずれか一項に記載の熱交換器(1)。 - 前記第3方向における前記第1開口の幅の2倍よりも、前記第3方向における前記各第2開口の幅が大きい、
請求項1から6のいずれか一項に記載の熱交換器(1)。 - 前記第3方向における前記各第2開口の幅の2倍よりも、前記第3方向における前記各第3開口の幅が大きい、
請求項1から7のいずれか一項に記載の熱交換器(1)。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023-001053 | 2023-01-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024147225A1 true WO2024147225A1 (ja) | 2024-07-11 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3814917B2 (ja) | 積層型蒸発器 | |
US7055585B2 (en) | Layered evaporator for use in motor vehicle air conditioners or the like, layered heat exchanger for providing the evaporator, and refrigeration cycle system comprising the evaporator | |
EP1239252A1 (en) | Stacked-Type, Multi-Flow Heat Exchangers | |
JP2000154993A (ja) | 熱交換器 | |
JP2006322636A (ja) | 熱交換器 | |
EP3644002B1 (en) | Heat exchanger, refrigeration cycle device, and air conditioner | |
JP4915285B2 (ja) | 熱交換器 | |
JP4122670B2 (ja) | 熱交換器 | |
JPH0245945B2 (ja) | ||
JP2009275956A (ja) | 熱交換器 | |
WO2024147225A1 (ja) | 熱交換器 | |
JP7485993B1 (ja) | 熱交換器 | |
JP2010008018A (ja) | インナーフィン付き熱交換管およびこれを用いた熱交換器 | |
US20060048930A1 (en) | Heat exchanger | |
JPH09113177A (ja) | 凝縮器 | |
JPH09152298A (ja) | 熱交換器 | |
KR19980070184A (ko) | 열교환기 | |
JP2009299923A (ja) | 熱交換器 | |
JPH0332944Y2 (ja) | ||
JP3682633B2 (ja) | チューブエレメントの形成方法とこのチューブエレメントを用いた熱交換器 | |
JP2016080236A (ja) | 熱交換器 | |
JPH10170101A (ja) | 積層型熱交換器 | |
JP5396255B2 (ja) | 熱交換器 | |
JP5525805B2 (ja) | 熱交換器 | |
JP5463133B2 (ja) | 熱交換器 |