JP2002195764A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP2002195764A
JP2002195764A JP2000400016A JP2000400016A JP2002195764A JP 2002195764 A JP2002195764 A JP 2002195764A JP 2000400016 A JP2000400016 A JP 2000400016A JP 2000400016 A JP2000400016 A JP 2000400016A JP 2002195764 A JP2002195764 A JP 2002195764A
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heat exchanger
heat exchange
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JP2000400016A
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Yasutaka Aoki
泰高 青木
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化を実現する熱交換器を提供すること。 【解決手段】 空気の流れ方向に沿って複数の熱交換ユ
ニットA,B,Cが連設されており、各熱交換ユニット
Aは、対向状態にある一対のヘッダ10a、11aと、
これら一対のヘッダを連通する複数のチューブと、これ
らチューブの間に設けられたフィン15とにより構成さ
れている。他の熱交換ユニットB、Cも一対のヘッダ1
0b,11bおよび10c,11cを備えており、これ
ら一対のヘッダ10a,10b,10c,および、11
a,11b,11cはそれぞれ互いに隣接して設けられ
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、ガスクーラ(放熱
器)やエバポレータ(蒸発器)などの熱交換器に係り、
特に、二酸化炭素(CO2)を冷媒として用いた超臨界
冷凍サイクルのように高い耐圧設計圧力が要求される熱
交換器に用いて好適な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、地球環境の保全に対する関心が高
まっているが、たとえば車両用空調装置の冷媒として従
来用いられているR134aといった代替フロンは、地
球温暖化に対して影響を与えることが懸念されている。
このため、このような代替フロン冷媒に代わる物質とし
て、元来自然界に存在する物質、いわゆる自然冷媒を用
いた冷凍サイクルの研究が行われている。このような自
然冷媒の候補として、二酸化炭素(CO2)が注目され
ている。このCO2は、地球温暖化に対する寄与が代替
フロンよりもはるかに小さいだけでなく、可燃性がない
うえ、基本的には人体に無害であるため、このような背
景から、CO2を使用した蒸気圧縮式冷凍サイクル(以
下、CO2冷凍サイクルと略す)の研究開発が行われて
いる。
【0003】ところで、CO2冷凍サイクルの作動は、
フロンを使用した通常の蒸気圧縮式冷凍サイクル(以
下、通常冷凍サイクルと呼ぶ)と比較して、高圧側(圧
縮機の吐出側)の圧力が冷媒の臨界圧力を越え、通常冷
凍サイクルにおける高圧側の約10倍という高圧が作用
する。このような超臨界冷凍サイクルに用いられるマル
チフロー(パラレルフロー)タイプのガスクーラ(放熱
器)は、十分な耐圧強度を確保する必要があるため、扁
平チューブを挿入する挿入穴が打ち抜かれたプレートと
ヘッダカバーとをろう付けして一体化するようなヘッダ
の構成に代えて、たとえば特開平11−226685号
公報に記載されたように、ヘッダを引き抜き加工又は押
し出し加工にて一体成形し、扁平チューブの挿入穴を切
削加工するという技術が提案されている。
【0004】ここで、このような熱交換器を図5に示し
た。図において、符号の1はガスクーラ(放熱器)やエ
バポレータ(蒸発器)などマルチフロータイプの熱交換
器であり、仕切部材2を備え、引き抜き加工又は押し出
し加工にて一体成形された左右一対のヘッダ3間が冷媒
を流す多数の扁平チューブ4で連結されている。なお、
図中の符号5は、熱交換器1を通過して流れ、扁平チュ
ーブ4内の冷媒と熱交換する空気側の伝熱面積を増大さ
せるという目的で、隣接する扁平チューブ4の間に設け
られたコルゲートフィンである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
熱交換器においては、必要な熱交換器量を確保するため
にはフィン5及びチューブ4の数を増やす必要があるた
め、正面面積が大きくなってしまうという問題がある。
特に自動車に搭載される空気調和装置に利用することが
困難になってしまうという問題がある。
【0006】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、小型化を実現する熱交換器を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の熱交換
器は、空気の流れ方向に沿って複数の熱交換ユニットが
連設されており、各熱交換ユニットは、対向状態にある
一対のヘッダと、これら一対のヘッダを連通する複数の
チューブと、これらチューブの間に設けられたフィンと
により構成され、前記各熱交換ユニットは、各々前記一
対のヘッダを互いに隣接させて設けられていることを特
徴とする。
【0008】この発明においては、空気の流れ方向に熱
交換ユニットが連設されているので、正面面積を減少さ
せることができる。隣接状態にある各ヘッダは一体であ
っても別体であってもよい。
【0009】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の熱交換器において、隣接する前記各熱交換ユニットの
前記ヘッダは、互いに一体に形成されていることを特徴
とする。
【0010】この発明においては、ヘッダが一体である
ため、ヘッダがそれぞれ別体として形成する場合と比
べ、奥行き寸法を小さくしても同じ強度を得ることがで
きる。
【0011】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の熱交換器において、前記各熱交換ユニット
は、空気流の下流側から上流側に沿って順次冷媒が流さ
れるように構成されていることを特徴とする。
【0012】この発明においては、冷媒と空気とが向流
的に熱交換されるため、熱交換効率が向上する。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図1乃至図3に示したも
のは、本例に係る熱交換器である。図において、A,
B,Cは、奥行き方向に3段に積層された熱交換ユニッ
トである。熱交換ユニットAは、上部及び下部に位置す
る一対のヘッダ部10a、11aと、これらヘッダ部を
連通する複数の扁平チューブ13と、これらチューブ1
3の間に設けられたコルゲートフィン15とにより構成
されている。ヘッダ部10a、11aは、それぞれ奥行
き方向に二つの断面視円形の流路23,23を備えてい
る。チューブ13がヘッダ部10a、11a間に接続さ
れていることにより、ヘッダ部10aおよび11aの各
流路23とチューブ13とが互いに連通するようになっ
ている。また、ヘッダ部10aの幅方向中央部には、仕
切り板25が設けられている。同様に、熱交換ユニット
BおよびCは、一対のヘッダ部10b、11bおよび1
0c、11cと、チューブ13と、フィン15とにより
構成されており、各ヘッダ部10b、10cおよび11
b、11cは、それぞれヘッダ部10aおよび11aと
同様の構成となっている。ここで、仕切板25によりそ
れぞれ仕切られたヘッダ部10a、10b、10cを、
図1のように10a−1,10a−2、10b−1,1
0b−2、10c−1,10c−2と呼ぶことにする。
【0014】ヘッダ部10a、10b、10cは隣接状
態で、かつ一体に形成され、上部ヘッダ20をなしてい
る。同様に、ヘッダ部11a、11b、11cも一体に
形成され、下部ヘッダ21をなしている。上部ヘッダ2
0の幅方向両端部には、それぞれマニホールド部材3
0,31が設けられている。マニホールド部材30に
は、ヘッダ部10a、10bの流路23を連通する流路
30aと、ヘッダ部10cの流路23に連続し、開口部
30bを有する流路30cとが形成されている。同様
に、マニホールド部材31には、ヘッダ10c、10b
の流路23を連通する流路31a、開口部31bを有し
ヘッダ部10aの流路23に連続する流路31cとが形
成されている。
【0015】このように構成されていることで、冷媒は
図4に示す経路を辿る。すなわち、マニホールド部材3
0の開口部30bから流入した冷媒は、ヘッダ部10c
−2に流入し、次いでチューブ13を下降し,ヘッダ部
11cに流入する。冷媒はヘッダ部11cからヘッダ部
10c−1に上昇し、マニホールド部材31の流路31
aを経てヘッダ部10b−1に流入する。以下、同様に
ヘッダ部11c、ヘッダ部10b−2、流路30a、ヘ
ッダ部10a−2、ヘッダ部11a、ヘッダ部10a−
1の順で通過し、流路31cの開口部31bから排出さ
れる。冷媒は、各チューブ13を流通する際にフィン1
5間を流れる空気との間で熱交換される。空気は、図4
に示すように熱交換ユニットA側を風上として吹き付け
られている。
【0016】以上説明したように、本例の熱交換器にお
いては以下の効果を有する。各熱交換ユニットA,B,
Cが空気の流れ方向に連接されているため、熱交換器の
正面面積を減少させることができて、小型化が可能であ
る。上部ヘッダ10a、10b、10cおよび下部ヘッ
ダ11a,11b,11cはそれぞれ一体とされている
ため、別体とする場合に比べて奥行き方向の寸法が小さ
くてよく、小型化および軽量化を実現することができ
る。また、各熱交換ユニットC,B,Aにはこの順で冷
媒が流動される一方、空気は熱交換ユニットAを風上と
して吹き付けられているため、空気と冷媒とが向流的に
熱交換される。よって、効率よく熱交換を行うことが可
能である。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱交換器
においては、以下の効果を得ることができる。請求項1
に記載の発明によれば、各熱交換ユニットが空気の流れ
方向に連接されているため、熱交換器の正面面積を減少
させることができて、小型化が可能である。請求項2に
記載の発明によれば、各ヘッダが一体であるため、別体
とする場合に比べて奥行き方向の寸法が小さくてよく、
小型化および軽量化を実現することができる。請求項3
に記載の発明によれば、空気と冷媒とが向流的に熱交換
されるため、効率よく熱交換を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態として示した熱交換器の
上面図である。
【図2】 同熱交換器の正面図である。
【図3】 同熱交換器の側面図である。
【図4】 同熱交換器において冷媒の流動経路を示した
図である。
【図5】 従来の熱交換器を示した斜視図である。
【符号の説明】
A,B,C 熱交換ユニット 10a、10b、10c、11a、11b、11c ヘ
ッダ部 13 チューブ 15 フィン 20,21 ヘッダ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気の流れ方向に沿って複数の熱交換ユ
    ニットが連設されており、 各熱交換ユニットは、対向状態にある一対のヘッダと、
    これら一対のヘッダを連通する複数のチューブと、これ
    らチューブの間に設けられたフィンとにより構成され、
    前記各熱交換ユニットは、各々前記一対のヘッダを互い
    に隣接させて設けられていることを特徴とする熱交換
    器。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の熱交換器において、 隣接する前記各熱交換ユニットの前記ヘッダは、互いに
    一体に形成されていることを特徴とする熱交換器。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の熱交換器にお
    いて、 前記各熱交換ユニットは、空気流の下流側から上流側に
    沿って順次冷媒が流されるように構成されていることを
    特徴とする熱交換器。
JP2000400016A 2000-12-28 2000-12-28 熱交換器 Withdrawn JP2002195764A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008508499A (ja) * 2004-07-31 2008-03-21 ヴァレオ インコーポレイテッド ダブルバッフルを有する熱交換器
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WO2015037214A1 (ja) * 2013-09-11 2015-03-19 ダイキン工業株式会社 熱交換器及び空気調和機

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Effective date: 20080304