JPH11270974A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各偏平チューブに対する液相媒体の供給量を
均一とし、熱交換性能の向上を図る。 【解決手段】 ２枚のプレス板８，１４を接合してこれ
らの間に略Ｕ字形状の熱交換媒体の流路７を形成した偏
平チューブ２とフィン３とを交互に積層し、供給パイプ
２６から供給された熱交換媒体を偏平チューブ２の流路
７内を流動させて、熱交換媒体と偏平チューブ２の外側
をフィン３に沿って流通する空気とを熱交換させる積層
型熱交換器（エバポレータ１）において、偏平チューブ
２の流路７の両端に、隣接する偏平チューブ２と連通す
る開口１０，１６を備えたタンク部６ａ，６ｂを設ける
とともに、開口１０，１６の縁にタンク部６ａ，６ｂ内
に突出する屈曲片１１，１７を設け、該屈曲片１１，１
７の突出長さｈ１，ｈ２を、熱交換媒体の上流側から下
流側にかけて相違させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層型熱交換器に
関するもので、例えば自動車用空調装置等の冷凍サイク
ルのエバポレータ（蒸発器）として用いるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の積層型熱交換器は、図４
に示すように、同一形状の２枚のプレス板を対向させて
接合して略Ｕ字形状の熱交換媒体流路１０１および開口
１０３を有する２つのタンク部１０２を形成した偏平チ
ューブ１００と、コルゲート状のフィン１０５とを備
え、これらを交互に積層したものである。

【０００３】熱交換媒体は、図５に示すように、供給パ
イプから気液２相状態で前記偏平チューブ１００に供給
され、該偏平チューブ１００の流路１０１内を流通する
につれて液相媒体が気化することにより、その気化熱に
よって偏平チューブ１００の外部の空気の熱を奪い、外
気を冷却するようにしている。この熱交換媒体による熱
交換性能を最も効率的に行うには、前記複数の偏平チュ
ーブに対する液相媒体の供給量を略均一にする必要があ
る。特に、熱交換媒体の相変化を利用して熱交換を行う
タイプの熱交換器では、各偏平チューブに対する熱交換
媒体の供給量の違いで熱交換性能が顕著に変わる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記積
層型熱交換器において、開口１０３を介して連通したタ
ンク部１０２内では、気液２相状態で供給された熱交換
媒体は、液相媒体が多いので遠くまで飛びにくいため、
供給パイプから離れた偏平チューブ１００には、熱交換
媒体が十分に供給されず、熱交換性能が低下するという
問題があった。

【０００５】そのため、従来では、図５に示すように、
略中央に配設する偏平チューブ１００ａに閉塞部１０４
を設け、全偏平チューブ１００を上流側のブロックＡと
下流側のブロックＢに分割して、熱交換媒体が一度に飛
翔しなければならない距離を短くして各偏平チューブ１
００に対する熱交換媒体の供給量の均一化を図ってい
る。しかし、液相媒体が多い上流側のブロックＡと液相
媒体が少なくなった下流側のブロックＢでは、やはり液
相媒体の飛翔距離が異なり、偏平チューブに対する供給
量を均一にすることはできなかった。

【０００６】そこで、本発明では、各偏平チューブに対
する液相媒体の供給量を均一とし、熱交換性能の向上を
図ることを課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の熱交換器は、２枚のプレス板を接合してこ
れらの間に略Ｕ字形状の熱交換媒体の流路を形成した偏
平チューブとフィンとを交互に積層し、供給パイプから
供給された前記熱交換媒体を前記偏平チューブの流路内
を流動させて、前記熱交換媒体と偏平チューブの外側を
フィンに沿って流通する空気とを熱交換させる積層型熱
交換器において、前記偏平チューブの流路の両端に、隣
接する偏平チューブと連通する開口を備えたタンク部を
設けるとともに、前記開口の縁にタンク部内に突出する
屈曲片を設け、該屈曲片の突出長さを、熱交換媒体の上
流側から下流側にかけて相違させたものである。

【０００８】前記熱交換器によれば、前記タンク部に形
成した屈曲片が熱交換媒体を流動させるためのガイドの
役割をなすため、前記屈曲片の突出長さを調節すること
により、熱交換媒体の飛翔距離を調節することができ
る。よって、屈曲片の突出長さを調節することにより、
全偏平チューブに対する熱交換媒体の供給量の均一化を
図ることができる。

【０００９】前記熱交換器では、前記全偏平チューブを
２以上のブロックに分割し、これら各ブロック毎に前記
屈曲片の長さを相違させ、熱交換媒体の飛翔距離が異な
る上流側のブロックと下流側のブロックとで、熱交換媒
体の供給量の均一化を図ることが好ましい。

【００１０】具体的に、前記屈曲片の突出長さを、下流
側より上流側を長くし、上流側では飛翔距離が短い熱交
換媒体を、ガイドとなる長い屈曲片によって遠くまで飛
翔し易くする一方、下流側では、飛翔距離が長くなる熱
交換媒体を飛翔し過ぎないようにすることが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。図１および図２は、本発明の積層型
熱交換器である自動車の空調装置用のエバポレータ１を
示す。このエバポレータ１は、大略、偏平チューブ２
と、コルゲート状のフィン３と、接続部材４Ａ，４Ｂ
と、エンドプレート５とからなる。

【００１２】偏平チューブ２は、図３（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）に示すように、後述する供給パイプ２６側に配設
され、上流側のブロックＡを構成する第１偏平チューブ
２Ａと、下流側のブロックＢを構成する第２偏平チュー
ブ２Ｂと、これらを分割する図２に示す第３偏平チュー
ブ２Ｃおよび第４偏平チューブ２Ｄとを備えている。こ
れら偏平チューブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄは、上端に形
成された二つのタンク部６ａ，６ｂと、これらタンク部
６ａ，６ｂを連通させる略Ｕ字形状の熱交換媒体の流路
７とを備えた略同一形状のものである。

【００１３】具体的に、前記第１偏平チューブ２Ａは、
アルミニウム等の金属板をプレス加工した２枚の第一プ
レス板８を接合してなる。これら第一プレス板８には、
前記タンク部６ａ，６ｂを形成する二つの膨出部９ａ，
９ｂが設けられるとともに、これら膨出部９ａ，９ｂに
開口１０が設けられている。この開口１０は、偏平チュ
ーブ２を隣接するように積層した際、タンク部６ａ，６
ｂ同士が当接して隣接する偏平チューブ２が一定間隔に
維持され、各タンク部６ａ，６ｂの開口１０がそれぞれ
連通するようになっている。また、この開口１０の縁に
は、図３（Ｂ）に示すように、タンク部６ａ，６ｂ内に
突出する屈曲片１１が設けられている。本実施形態で
は、この第一プレス板８の屈曲片１１の突出長さｈ１
は、約４ｍｍとされている。さらに、第一プレス板８に
は、偏平チューブ２の対向する内側に突出する複数の凸
部１２が形成されるとともに、長手方向に延びる仕切壁
１３が設けられ、対向配置したプレス板における周辺
縁、凸部１２および仕切壁１３が当接することにより、
非突出部分によって略Ｕ字形状の前記流路７を構成する
ようになっている。

【００１４】前記第２偏平チューブ２Ｂは、前記第１偏
平チューブ２Ａと同様に、アルミニウム等の金属板をプ
レス加工した２枚の第二プレス板１４を接合してなる。
この第二プレス板１４は、前記第一プレス板８と同様
に、二つの膨出部１５ａ，１５ｂ、これら膨出部１５
ａ，１５ｂに形成した開口１６、これら開口１６の縁に
設けた屈曲片１７、凸部１８および仕切壁１９を備え、
前記屈曲片１７の突出長さｈ２が、第一プレス板８の突
出長さｈ１の方が長く（ｈ１＞ｈ２）なるようにした点
でのみ、前記第一プレス板８と相違している。前記屈曲
片１７の突出長さｈ２は、約２ｍｍとされている。

【００１５】前記第３偏平チューブ２Ｃは、前記第一プ
レス板８と第三プレス板２０を接合してなる。また、前
記第４偏平チューブ２Ｄは、前記第二プレス板１４と第
四プレス板２１を接合してなる。前記第三プレス板２０
は第一プレス板８と、また、第四プレス板２１は第二プ
レス板１４と略同様であり、二つの膨出部９ａ，９ｂ、
１５ａ，１５ｂのうち、一方の膨出部９ｂ，１５ｂにの
み開口１０，１６を設け、他方の膨出部９ａ，１５ａは
閉塞部２２としている点でのみ相違している。

【００１６】前記フィン３は、図１に示すように、熱伝
導性に優れたアルミニウム等の帯状薄板を蛇行するよう
に交互に折り曲げて形成したコルゲート形状をなしてい
る。

【００１７】前記接続部材４Ａ，４Ｂは、端部の第１偏
平チューブ２Ａと第２偏平チューブ２Ｂの外側に配設さ
れ、一方の接続部材４Ａに供給パイプ２６が接続される
とともに、他方の接続部材４に排出パイプ２７が接続さ
れるものである。これら接続部材４Ａ，４Ｂは、一対の
半割状プレス板２３Ａ，２３Ｂを接合してなり、これら
のうち、一方の半割状プレス板２３Ａには、前記タンク
部６ａに連通する供給口２４または排出口２５となる開
口が設けられている。

【００１８】前記エンドプレート５は、両端の第１偏平
チューブ２Ａおよび第２偏平チューブ２Ｂの外側に配設
したフィン３の外側に配設し、該フィン３を保護するも
のである。

【００１９】前記構成のエバポレータ１を組み立てるに
は、まず、前記各プレス板８，１４，２０，２１を重ね
合わせた偏平チューブ２Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｂを、一定
間隔をもって配置するとともに、両端に接続部材４Ａ，
４Ｂおよびエンドプレート５を配置して図示しない治具
等で挟持して仮組立体を形成する。そして、この仮組立
体を炉内に装入して加熱すると、各プレス板８，１４，
２０，２１がろう付けされ、隣接する各偏平チューブ２
Ａ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｂおよび接続部材４Ａ，４Ｂが一体
に固定されるとともに、各偏平チューブ２Ａ，２Ｃ，２
Ｄ，２Ｂとフィン３がろう付けされて固定される。

【００２０】このように組み立てられたエバポレータ１
は、各偏平チューブ２Ａ，２Ｂのタンク部６ａ，６ｂ内
において、両プレス板８，８、１４，１４の開口１０，
１６から突出した屈曲片１１，１７が対向し、これらの
内側が熱交換媒体が流動するためのガイドとなる。

【００２１】そして、前記供給パイプ２６からエバポレ
ータ１に供給される熱交換媒体は、まず、気液２相状態
で接続部材４Ａを介して上流側の第１偏平チューブ２Ａ
のタンク部６ａ内に流入する。ここで、熱交換媒体は、
従来と同様に、液相媒体の量が多い一方、気相媒体の量
が少ないため、熱交換媒体自体は飛翔距離が短くなる状
態になっている。

【００２２】本実施形態では、前記屈曲片１１がガイド
となるため、遠くまで飛翔可能な状態となっている。そ
の結果、供給パイプ２６の近傍の第１偏平チューブ２Ａ
側に偏ることなく、上流側の各第１偏平チューブ２Ａに
対し、熱交換媒体の液相媒体を均一に供給することがで
きる。

【００２３】そして、第１偏平チューブ２Ａの流路７に
流入した熱交換媒体は、前記流路７を通過する間に、液
相媒体が気化することにより、偏平チューブ２Ａの外部
の空気から熱を奪い、この外気を冷却する。

【００２４】ついで、熱交換媒体は、第１偏平チューブ
２Ａのタンク部６ｂに流入し、各偏平チューブ２Ａの開
口１０を通って下流側のブロックＢを構成する第２偏平
チューブ２Ｂのタンク部６ｂに流入する。

【００２５】この状態では、熱交換媒体は、前記上流側
のブロックＡで液相媒体が気化することにより体積が増
え、その分、流速が速くなって遠くまで飛翔し易い状態
になっている。

【００２６】本実施形態では、下流側のブロックＢを構
成する第２偏平チューブ２Ｂの屈曲片１７を短くしてい
るため、熱交換媒体自体が飛翔し過ぎることなく、全第
２偏平チューブ２Ｂに対して液相媒体を均一に供給する
ことができる。

【００２７】そして、各偏平チューブ２Ｂの流路７に流
入した熱交換媒体は、前記上流側のブロックＡと同様
に、流路７を通過する間に液相媒体が気化することによ
り、偏平チューブ２Ｂの外部の空気から熱を奪い、この
外気を冷却する。そして、下流側ブロックＢのタンク部
６ｂに流入し、接続部材４Ｂを介して排出パイプ２７に
排出される。

【００２８】このように、本発明のエバポレータ１で
は、タンク部６ａ，６ｂ内に突出する屈曲片１１，１７
の突出長さを調節することによって、熱交換媒体の飛翔
距離を調節することができるため、全偏平チューブ２に
対する熱交換媒体の供給量の均一化を図ることができ
る。

【００２９】なお、本発明の実施の形態は前記構成に限
定されるものではない。例えば、前記実施形態では、偏
平チューブ２Ａ，２Ｂの屈曲片１１，１７の突出長さを
上流側と下流側のブロックＡ，Ｂ毎に相違させるように
したが、同一ブロックであっても、各突出片１１，１７
の突出長さを相違させるようにしてもよい。また、偏平
チューブ２は、３以上のブロックに分割してもよい。

【００３０】さらに、前記実施形態では、積層型熱変換
器としてエバポレータ１を適用して説明したが、自動車
のコンデンサ、インタークーラ、オイルクーラ、ラジエ
ター等にも適用できることは言うまでもない。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の熱交換器では、屈曲片の突出長さを調節することによ
り、熱交換媒体の飛翔距離を調節することができるた
め、全偏平チューブに対する熱交換媒体の供給量の均一
化を図ることができる。このように、熱交換器を構成す
る各偏平チューブに対する熱交換媒体の供給量に偏りが
生じるのを防止することができるため、全偏平チューブ
で均一的に熱交換を行うことができ、熱交換性能の向上
を図ることができる。また、前記屈曲片の突出長さは、
分割したブロック毎に相違させるようにしているため、
各偏平チューブを構成するプレス板の部品点数が増加す
るのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の熱交換器であるエバポレータを示す
正面図である。

【図２】 図１のII−II線断面図である。

【図３】 偏平チューブを示し、（Ａ）は第１および第
２偏平チューブの正面図、（Ｂ）は第１偏平チューブの
部分断面図、（Ｃ）は第２偏平チューブの部分断面図で
ある。

【図４】 従来の偏平チューブを示し、（Ａ）は正面
図、（Ｂ）は断面図である。

【図５】 従来の問題点を説明するための断面図であ
る。

【符号の説明】

１…エバポレータ、２…偏平チューブ、３…フィン、４
…接続部材、５…エンドプレート、６…タンク部、７…
流路、８…第一プレス板、９…膨出部、１０…開口、１
１…屈曲片、１４…第二プレス板、１５…膨出部、１６
…開口、１７…屈曲片、２０…第三プレス板、２１…第
四プレス板、２２…閉塞部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚のプレス板を接合してこれらの間に
   略Ｕ字形状の熱交換媒体の流路を形成した偏平チューブ
   とフィンとを交互に積層し、供給パイプから供給された
   前記熱交換媒体を前記偏平チューブの流路内を流動させ
   て、前記熱交換媒体と偏平チューブの外側をフィンに沿
   って流通する空気とを熱交換させる積層型熱交換器にお
   いて、 前記偏平チューブの流路の両端に、隣接する偏平チュー
   ブと連通する開口を備えたタンク部を設けるとともに、
   前記開口の縁にタンク部内に突出する屈曲片を設け、該
   屈曲片の突出長さを、熱交換媒体の上流側から下流側に
   かけて相違させたことを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 前記全偏平チューブを２以上のブロック
   に分割し、これら各ブロック毎に前記屈曲片の長さを相
   違させたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 【請求項３】 前記屈曲片の突出長さを、下流側より上
   流側を長くしたことを特徴とする請求項１または請求項
   ２に記載の熱交換器。