JP2003106793A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP2003106793A
JP2003106793A JP2001302189A JP2001302189A JP2003106793A JP 2003106793 A JP2003106793 A JP 2003106793A JP 2001302189 A JP2001302189 A JP 2001302189A JP 2001302189 A JP2001302189 A JP 2001302189A JP 2003106793 A JP2003106793 A JP 2003106793A
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JP
Japan
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tank
tube
heat exchanger
refrigerant
sectional area
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JP2001302189A
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Inventor
Soichi Kato
宗一 加藤
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Valeo Thermal Systems Japan Corp
Original Assignee
Zexel Valeo Climate Control Corp
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—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
    • 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
    • F28D1/0535—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 the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05383—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0282—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by varying the geometry of conduit ends, e.g. by using inserts or attachments for modifying the pattern of flow at the conduit inlet or outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
    • F28F9/182—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding the heat-exchange conduits having ends with a particular shape, e.g. deformed; the heat-exchange conduits or end plates having supplementary joining means, e.g. abutments

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パラレルフロータイプの熱交換器において、
タンク内を流れる冷媒の通路抵抗を低減すること。 【解決手段】 偏平なチューブ２１と、チューブの端部
を挿入する筒状のタンク３とを備えた熱交換器におい
て、タンクの冷媒入口の面積をＡ、チューブの端部が挿
入された状態でのタンクの通路断面積をＢとすると、Ａ
＜Ｂであり、チューブの端部が挿入された状態でのタン
クの通路断面積は、チューブの端部が挿入されない状態
でのタンクの通路断面積の６０％以上である。チューブ
の端部は凹状にカットされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車用冷凍サイクルの熱交換器は、い
わゆるパラレルフロータイプのものが主流である。これ
は、複数の偏平なチューブと、チューブと連通する筒状
のタンクとを備え、冷媒がタンクからチューブへ分配さ
れ、チューブを流通した冷媒がタンクへ集合するように
なっている。
【０００３】チューブには、通常、伝熱面積を増やすた
めにフィンが装着されている。また、最外側のフィンを
保護するとともに、熱交換器全体としての構造的な強度
を補強するために、サイドプレートがタンクに支持され
ている。
【０００４】タンクには、チューブの端部を挿入するチ
ューブ挿入孔が設けられ、タンクの端部開口は閉塞部材
により閉塞されている。
【０００５】上記の各構成部材は組み立てた後、炉中に
て一括ろう付けすることにより接合される。
【０００６】自動車用冷凍サイクルの熱交換器は、車室
内空間の確保や燃費向上などのため、小型・軽量化が要
求されている。その結果、タンクの外径は年々小さくな
ってきている。
【０００７】また、従来のフロンに代わる冷媒として、
自然冷媒である二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルが
実用化されつつあるが、二酸化炭素を用いる冷凍サイク
ルは、従来のフロンを用いた冷凍サイクルと比較して動
作圧力が高く、熱交換器にも高度な耐圧性能が要求され
ている。その結果、タンクは厚肉となり、外径に比して
内径が小さくなっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】パラレルフロータイプ
の熱交換器においては、タンクに挿入されたチューブの
端部がタンクの内部に突出しているため、このチューブ
の端部が、タンク内を流れる冷媒の通路抵抗を増加させ
る。このような通路抵抗の増加は、冷媒がチューブ内に
流れ込むのを妨げ、各チューブ内に流れ込む冷媒の量が
不均一になることにより、熱交換器の性能が低下すると
いう問題があった。
【０００９】特に、小型の熱交換器や二酸化炭素を用い
た冷凍サイクルの熱交換器においては、タンクの内径が
小さく、冷媒通路断面積が小さいため、この問題は顕著
になる。
【００１０】本発明は以上の点に鑑みてなされたもの
で、パラレルフロータイプの熱交換器において、タンク
内を流れる冷媒の通路抵抗を低減することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
偏平なチューブと、前記チューブの端部を挿入する筒状
のタンクとを備えた熱交換器において、前記タンクの冷
媒入口の面積をＡ、前記チューブの端部が挿入された状
態での前記タンクの通路断面積をＢとすると、Ａ＜Ｂで
あることを特徴とする熱交換器である。
【００１２】本発明によれば、タンクの冷媒入口の面積
よりもタンクの通路断面積を大きくしたので、冷媒がタ
ンクの冷媒入口からタンク内へ流入する際に、通路抵抗
が増加するのを防止することができる。
【００１３】請求項２記載の発明は、偏平なチューブ
と、前記チューブの端部を挿入する筒状のタンクとを備
えた熱交換器において、前記チューブの端部が挿入され
た状態での前記タンクの通路断面積は、前記チューブの
端部が挿入されない状態での前記タンクの通路断面積の
６０％以上であることを特徴とする熱交換器である。
【００１４】本発明によれば、チューブの端部がタンク
の内部に突出する量を減らしたので、チューブの端部に
よる通路抵抗の増加がおさえられる。チューブの端部が
挿入された状態でのタンクの通路断面積は、チューブの
端部が挿入されない状態でのタンクの通路断面積の６０
％以上となるようにすることが好ましい。
【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記チューブの端部を凹状にカット
したことを特徴とする熱交換器である。
【００１６】本発明によれば、チューブの端部を凹状に
カットすることにより、チューブの端部がタンクの内部
に突出する量を減らしたので、チューブの端部による通
路抵抗の増加がおさえられる。
【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれか記載の発明において、当該熱交換器の内部の圧
力は、前記冷媒の臨界圧力を上まわることを特徴とする
熱交換器である。
【００１８】例えば二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイク
ルのように、高圧側の圧力が冷媒の臨界圧力を越える冷
凍サイクルの熱交換器（放熱器）は、高度な耐圧性能が
要求されるためにタンクが厚肉となり、冷媒通路断面積
が小さいため、タンク内に突出したチューブによる通路
抵抗の増加が顕著であるところ、本発明によれば、通路
抵抗を効果的に低減することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の具体例を図面に
基いて詳細に説明する。
【００２０】図１及び図２に示す本例の熱交換器１は、
自動車の車内冷房用の冷凍サイクルに用いられる放熱器
である。冷媒としては二酸化炭素を採用しており、熱交
換器１内部の圧力は、気温等の使用条件により、冷媒の
臨界圧力を上まわる。
【００２１】本例の熱交換器１は、偏平状のチューブ２
１と波型のフィン２２とを交互に積層してなるコア２
と、チューブ２１の端部を挿入するタンク３とを備え、
チューブ２１を流通する冷媒がコア２に伝わる熱にて熱
交換を行う構成となっている。
【００２２】コア２の上下側部には、補強部材たるサイ
ドプレート４を設けており、各サイドプレート４の両端
部は、それぞれタンク３に支持されている。
【００２３】また、一方のタンク３には冷媒を導入する
入口パイプ５が連通接続されており、他方のタンク３に
は冷媒を排出する出口パイプ６が連通接続されている。
【００２４】冷媒は、入口パイプ５から一方のタンク３
の内部に導入されて、チューブ２１に分配され、コア２
に伝わる熱によって熱交換をしつつチューブ２１を流通
した後に、他方のタンク３に集合し、出口パイプ６から
外部に排出される。図１中の白矢印は、冷媒の流れを示
している。
【００２５】各タンク３は、両端を閉鎖した管状の部材
であり、各チューブ２１は、複数の小さな流路を有する
偏平状のものである。
【００２６】また、各チューブ２１は、一方の端部を一
方のタンク３に挿入され、かつ、他方の端部を他方のタ
ンク３に挿入されている。各タンク３には、長手方向に
わたり、所定のピッチでチューブ２１の端部を挿入する
チューブ挿入孔３１が設けられている。
【００２７】そして、チューブ２１、フィン２２、タン
ク３、サイドプレート４、入口パイプ５及び出口パイプ
６は、それぞれアルミニウム又はアルミニウム合金から
なる部材であり、治具を用いて一体に組み立てるととも
に、この組み立て体を炉中で一括ろう付けしている。ま
た、このようなろう付けに関し、各部材の要所には、予
めろう材及びフラックスが設けられる。
【００２８】図３は、本例の熱交換器１におけるチュー
ブ２１及びタンク３を示す断面図である。本例では、タ
ンク３の冷媒入口の面積すなわち入口パイプ５の通路断
面積Ａ（図示省略）と、チューブ２１の端部が挿入され
た状態でのタンク３の通路断面積Ｂとの間にＡ＜Ｂの関
係が成立する。
【００２９】これにより冷媒がタンクの冷媒入口からタ
ンク内へ流入する際に、通路抵抗が増加するのを防止す
ることができる。
【００３０】また、本例の場合、チューブ２１の端部が
挿入された状態でのタンク３の通路断面積Ｂは、チュー
ブ２１の端部が挿入されない状態でのタンク３の通路断
面積（Ｃとする）の６０％以上となるように、チューブ
２１の挿入量が規制されている。
【００３１】本例のようにチューブ２１の先端が直線状
にカットされている場合、タンク３の形状にもよるが、
チューブ２１の挿入量を、タンク３の内部のチューブ挿
入方向の寸法ｈのおおよそ１／３以下となるようにすれ
ば、ＢがＣの６０％以上となる。
【００３２】これにより、チューブ２１の端部がタンク
３の内部に突出する量が減少し、チューブの端部による
通路抵抗の増加がおさえられる。
【００３３】また、図４に示すように、チューブ２１の
端部を凹状にカットすることにより、Ｃに対するＢの割
合を大きくしてもよい。
【００３４】この場合も、チューブ２１の端部がタンク
３の内部に突出する量が減少し、チューブ２１の端部に
よる通路抵抗の増加がおさえられる。
【００３５】以上、二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイク
ルの放熱器を例に説明したが、これに限定されず、本発
明は従来のフロンを冷媒とする冷凍サイクルの熱交換器
の小型のものに適用しても有効である。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明は、偏平なチューブと、前記チューブの端部を挿入す
る筒状のタンクとを備えた熱交換器において、前記タン
クの冷媒入口の面積をＡ、前記チューブの端部が挿入さ
れた状態での前記タンクの通路断面積をＢとすると、Ａ
＜Ｂであることを特徴とする熱交換器である。
【００３７】本発明によれば、タンクの冷媒入口の面積
よりもタンクの通路断面積を大きくしたので、冷媒がタ
ンクの冷媒入口からタンク内へ流入する際に、通路抵抗
が増加するのを防止することができる。
【００３８】請求項２記載の発明は、偏平なチューブ
と、前記チューブの端部を挿入する筒状のタンクとを備
えた熱交換器において、前記チューブの端部が挿入され
た状態での前記タンクの通路断面積は、前記チューブの
端部が挿入されない状態での前記タンクの通路断面積の
６０％以上であることを特徴とする熱交換器である。
【００３９】本発明によれば、チューブの端部がタンク
の内部に突出する量を減らしたので、チューブの端部に
よる通路抵抗の増加がおさえられる。チューブの端部が
挿入された状態でのタンクの通路断面積は、チューブの
端部が挿入されない状態でのタンクの通路断面積の６０
％以上となるようにすることが好ましい。
【００４０】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記チューブの端部を凹状にカット
したことを特徴とする熱交換器である。
【００４１】本発明によれば、チューブの端部を凹状に
カットすることにより、チューブの端部がタンクの内部
に突出する量を減らしたので、チューブの端部による通
路抵抗の増加がおさえられる。
【００４２】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれか記載の発明において、当該熱交換器の内部の圧
力は、前記冷媒の臨界圧力を上まわることを特徴とする
熱交換器である。
【００４３】例えば二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイク
ルのように、高圧側の圧力が冷媒の臨界圧力を越える冷
凍サイクルの熱交換器（放熱器）は、高度な耐圧性能が
要求されるためにタンクが厚肉となり、冷媒通路断面積
が小さいため、タンク内に突出したチューブによる通路
抵抗の増加が顕著であるところ、本発明によれば、通路
抵抗を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の具体例に係り、熱交換器を示す正面
図である。
【図２】 本発明の具体例に係り、コア及びタンクを示
す分解斜視図である。
【図３】 本発明の具体例に係り、チューブ及びタンク
を示す断面図である。
【図４】 本発明の具体例に係り、チューブ及びタンク
を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 熱交換器 ２ コア ２１ チューブ ２２ フィン ３ タンク ４ サイドプレート ５ 入口パイプ ６ 出口パイプ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 偏平なチューブと、前記チューブの端部
    を挿入する筒状のタンクとを備えた熱交換器において、 前記タンクの冷媒入口の面積をＡ、 前記チューブの端部が挿入された状態での前記タンクの
    通路断面積をＢとすると、 Ａ＜Ｂであることを特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項２】 偏平なチューブと、前記チューブの端部
    を挿入する筒状のタンクとを備えた熱交換器において、 前記チューブの端部が挿入された状態での前記タンクの
    通路断面積は、前記チューブの端部が挿入されない状態
    での前記タンクの通路断面積の６０％以上であることを
    特徴とする熱交換器。
  3. 【請求項３】 前記チューブの端部を凹状にカットした
    ことを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換器。
  4. 【請求項４】 当該熱交換器の内部の圧力は、前記冷媒
    の臨界圧力を上まわることを特徴とする請求項１乃至３
    のいずれか記載の熱交換器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007003080A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Calsonic Kansei Corp 蒸発器
JP2010112695A (ja) * 2008-10-07 2010-05-20 Showa Denko Kk エバポレータ
JP2013152032A (ja) * 2012-01-24 2013-08-08 Nikkei Nekko Kk 内部熱交換器
WO2013145965A1 (ja) * 2012-03-27 2013-10-03 サンデン株式会社 車室内熱交換器及び車室内熱交換器のヘッダ間接続部材

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007003080A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Calsonic Kansei Corp 蒸発器
JP2010112695A (ja) * 2008-10-07 2010-05-20 Showa Denko Kk エバポレータ
JP2013152032A (ja) * 2012-01-24 2013-08-08 Nikkei Nekko Kk 内部熱交換器
WO2013145965A1 (ja) * 2012-03-27 2013-10-03 サンデン株式会社 車室内熱交換器及び車室内熱交換器のヘッダ間接続部材
JP2013204825A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Sanden Corp 車室内熱交換器及び車室内熱交換器のヘッダ間接続部材
US9797656B2 (en) 2012-03-27 2017-10-24 Sanden Holdings Corporation Vehicle interior heat exchanger and inter-header connecting member of vehicle interior heat exchanger

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