JP2004162993A - 熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】高強度としながらもスペースを取らず、圧損を増大させることのないジョイント接続構造とした熱交換器100を提供する。
【解決手段】ヘッダタンク140の長手方向端部を、コア部101の積層方向端面よりも突出させ、その突出した端部Dに流体を流入出させるための接続部材としてジョイントブロック190を設けた。
これにより、高強度としながらもスペースを取らず、冷媒通路面積も大きく取れることから圧損を増大させることのないジョイント接続構造とすることができる。
【選択図】 図1
【解決手段】ヘッダタンク140の長手方向端部を、コア部101の積層方向端面よりも突出させ、その突出した端部Dに流体を流入出させるための接続部材としてジョイントブロック190を設けた。
これにより、高強度としながらもスペースを取らず、冷媒通路面積も大きく取れることから圧損を増大させることのないジョイント接続構造とすることができる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器の流体流入出接続部の構造に関するものであり、例えば超臨界冷凍サイクル装置内に設けられるガスクーラや蒸発器等に適用して好適である。
【0002】
【従来の技術】
従来の熱交換器として、例えば本出願人が先に出願した特許文献1に示すものがある。これは2つのヘッダタンク140間に複数のチューブ110が接続される熱交換器に関するものであり、例えば超臨界冷凍サイクルに用いるため、高耐圧性を満たすヘッダ構造としてヘッダタンク140を小型にしている。
【0003】
そして、熱交換器100へ流体を流入出させるための接続部は、特許文献1の図1に示すように小型としたヘッダタンク140の長手方向側面にジョイントパイプ(文献中ではジョイント)191・192をろう付けしている。また図7は、特許文献1とは異なる従来のヘッダタンク端部の構成を示す部分断面図であり、今度はヘッダタンク140の長手方向端面に、特許文献1と同様にジョイントパイプ191をろう付けしたものである。
【0004】
【特許文献1】
特願2002−41332号
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高耐圧の必要性からパイプが厚肉化となり、これよりパイプの曲げRが大きくなって取り廻しに大きなスペースを取るという問題がある。また、上記従来技術のいずれにおいても、小型としたヘッダタンク140内の流通部151にジョイントパイプ191を組み込む構造とすると、ジョイントパイプ191の接続部分の内径が流通部151の径よりも小さくなる。その結果、タンク出入口で流体の流れを絞ることとなり、熱交換器100としての圧損が大きくなり、性能低下となる。
【0006】
本発明は上記従来の問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、高強度としながらもスペースを取らず、圧損を増大させることのないジョイント接続構造とした熱交換器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、請求項1から請求項5に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、チューブ(110)を複数積層して構成したコア部(101)と、内部に流体が流通する流通部(151)を形成してチューブ(110)の積層方向に延びる一対のヘッダタンク(140)とを有し、一対のヘッダタンク(140)にチューブ(110)の長手方向の両端を接合して、流通部(151)とチューブ(110)の内部とが互いに連通する熱交換器において、ヘッダタンク(140)の長手方向端部を、コア部(101)の積層方向端面よりも突出させ、その突出した端部(D)に流体を流入出させるための接続部材としてジョイントブロック(190)を設けたことを特徴とする。
【0008】
これにより、高強度としながらもスペースを取らず、冷媒通路面積も大きく取れることから圧損を増大させることのないジョイント接続構造とすることができる。
【0009】
請求項2に記載の発明では、ジョイントブロック(190)を突出した端部(D)のチューブ(110)接合側面、もしくはチューブ(110)反接合側面に接合したことを特徴とする。
【0010】
このように、突出した端部(D)を設けたことにより従来困難であったチューブ(110)接合側面を用いて冷媒通路面積の大きなジョイントブロック(190)を接続することができる。またこれは、コア部(101)から外れた部分でチューブ(110)反接合側面に冷媒通路面積の大きなジョイントブロック(190)を接続することも可能であり、熱交換器(100)の使い勝手によって選択することができる。
【0011】
請求項3に記載の発明では、ジョイントブロック(190)を一対のヘッダタンク(140)のうち一方のヘッダタンク(140)のみに接合したことを特徴とする。これにより、ジョイントブロック(190)を一つにまとめることができ、更にスペースを取らないうえコストを抑えることができる。
【0012】
請求項4に記載の発明では、コア部(101)のヘッダタンク(140)を突出させた側の端部に、ダミーチューブ(110a)やサイドプレート(130)を積層して、突出した端部(D)の端面とジョイントブロック(190)の端面とコア部(101)の端面とを揃えたことを特徴とする。これにより、熱交換器(100)をケーシング等に収まり良く配置することができる。
【0013】
請求項5に記載の発明では、流体はCO2冷媒であることを特徴とする。これは、本発明の熱交換器が超臨界冷凍サイクル装置等の高圧条件となるシステムに用いて好適なことによる。尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本発明の実施形態を図面に基づき説明する。図1は本発明の第1実施形態におけるガスクーラ100の全体構成を示す斜視図であり、図2はヘッダタンク140の構成を示す分解斜視図である。また、図3は図1中A部のヘッダタンク140端部の構成を示す部分断面図である(尚、以降の断面図でコア部は断面としない)。
【0015】
ここでは熱交換器として、CO2を冷媒(流体)とする超臨界冷凍サイクル装置内のガスクーラ100に適用したものを示す。ちなみに、超臨界冷凍サイクルとは、上記CO2の他にエチレン、エタン、酸化窒素等を冷媒とする冷凍サイクルであって、高圧側圧力が冷媒の臨界圧力以上になるものをいう。
【0016】
ガスクーラ100は、コア部101および上下のヘッダタンク140から構成され、これらを構成する各部材(以下で説明)は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から成り、嵌合・かしめ・治具固定等により組み付けられ、あらかじめ各部材表面に設けられたろう材により一体でろう付けされている。
【0017】
コア部101は、内部を冷媒が流通する複数のチューブ110、および波形に形成された複数のフィン120が交互に積層され、左右の最外方フィン120の更に外方に、断面コの字状に開口する強度部材としてのサイドプレート130が配設されたものであり、一体でろう付けされる。このコア部101の図1中上下部、すなわち、複数のチューブ110の長手方向におけるチューブ端部111に、チューブ110の積層方向に延びる一対のヘッダタンク140が設けられている。
【0018】
ヘッダタンク140には各チューブ端部111が接合され、ヘッダタンク140の内部に設けられた流通部151とチューブ110の内部とが互いに連通するようにろう付けされている。一方、チューブ110は、断面が扁平状を成し、押し出し加工により成形され、内部には扁平状の長辺方向に並ぶ複数の流通路を有している(図示せず)。
【0019】
そして、両ヘッダタンク140の長手方向端部には、エンドキャップ180(図3参照)がろう付けされ、流通部151によって形成される開口部を閉塞するようにしている。そして、上側のヘッダタンク140には入口側のジョイントパーツ191(図3参照)が付いたジョイントブロック190a、また下側のヘッダタンク140には出口側のジョイントパーツ(図1では省略)が付いたジョイントブロック190bがそれぞれろう付けされ、内部にくまなく冷媒が流通するようにしている。
【0020】
ヘッダタンク140は、タンクプレート150とかしめプレート160との間に中間プレート170を介在させ、中間プレート170に設けられたプレート孔171とタンクプレート150の流通部151とによって連通部を形成するようにしたものである。タンクプレート150は、板状部材をプレス加工して流通部151の断面形状をU字状に形成したものである。また、かしめプレート160は、板状部材をプレス加工して、断面が爪部162を有するコの字状に形成されている。そして、チューブ端部111に対応する位置にはチューブ挿入孔161が設けられている。
【0021】
中間プレート170は、タンクプレート150の流通部151を有する側の面に沿う長方形状をしており、チューブ端部111に対応する位置にプレート孔171が設けられている。そして、プレート孔171の長手方向端部には板厚の途中でチューブ端部111の位置を規制する位置規制部としての段部172が設けられている。
【0022】
更に、プレート孔171は、チューブ端部111の断面形状よりも大きくなるようにしている。具体的には、プレート孔171の幅寸法eは、チューブ110の厚さ寸法(扁平断面の短辺方向の寸法)dよりも大きくなるようにしており、ここでは寸法eは寸法dの約2倍に設定している。
【0023】
上記タンクプレート150・中間プレート170・かしめプレート160・チューブ110は、図3に示すように組み付けられる。かしめプレート160内に中間プレート170とエンドキャップ180をセットし、タンクプレート150を重ねた後に、かしめプレート160の爪部162をかしめてタンクプレート150の上面を押さえ込んでヘッダタンク140を形成する。
【0024】
そして、これら両ヘッダタンク140のチューブ挿入孔161に、各チューブ110のチューブ端部111とサイドプレート130の端部とを挿入し、これら各部材を一体でろう付けする。チューブ端部111は、中間プレート170のプレート孔171の段部172によって流通部151の外側の領域に規制され、また、チューブ端部111は、プレート孔171の空間内に配置されることになる。タンクプレート150の流通部151と中間プレート170のプレート孔171とによって連通部が形成される。
【0025】
以上のように構成されるガスクーラ100において、図1中のジョイントブロック190aが図示しない圧縮機の吐出側と接続され、出口側のジョイントブロック190bが図示しない膨張弁と接続される。そして、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒は、ジョイントブロック190aから上側のヘッダタンク140内に流入し、各チューブ110に分配されて下方へ流れ、下側のヘッダタンク140内に流入して出口側のジョイントブロック190bから流出する。この間に冷媒は、コア部101において外部空気と熱交換して冷却される。
【0026】
次に、本実施形態の特徴を述べる。ヘッダタンク140の長手方向端部を、コア部101の積層方向端面よりも突出させ、その突出した端部Dに流体を流入出させるためのジョイントブロック190を設けている。この突出した端部Dに接続形状を形成することにより、流通部151の径よりも小さくすることなくジョイントブロック190を接合している。このように、高強度としながらもスペースを取らず、冷媒通路面積も大きく取れることから圧損を増大させることのないジョイント接続構造とすることができる。
【0027】
また、ジョイントブロック190を突出した端部Dのチューブ110接合側面、もしくはチューブ110反接合側面に接合している。このように、突出した端部Dを設けたことにより従来困難であったチューブ110接合側面を用いて冷媒通路面積の大きなジョイントブロック190を接続することができる。またこれは、コア部101から外れた部分でチューブ110反接合側面に冷媒通路面積の大きなジョイントブロック190を接続することも可能であり、熱交換器100の使い勝手によって選択することができる。
【0028】
また、流体はCO2冷媒を用いている。これは、本発明の熱交換器が超臨界冷凍サイクル装置等の高圧条件となるシステムに用いて好適なことによる。
【0029】
(第2実施形態)
図4は、本発明の第2実施形態におけるガスクーラ100の全体構成を示す斜視図である。上述の第1実施形態ではジョイントブロック190が対向する配置であったのに対し、本実施形態ではジョイントブロック190を対角に配置した点のみ異なり、使い勝手によりこのように配置しても良い。
【0030】
(第3実施形態)
図5は、本発明の第3実施形態におけるガスクーラ100の全体構成を示す斜視図である。上述の第1・第2実施形態とは、ヘッダタンク140の流通部151をヘッダタンク140の幅方向に複数列設け、チューブ110もヘッダタンク140の幅方向に複数列設けている点が異なる。そして、ジョイントブロック190(190c)を一対のヘッダタンク140のうち、一方のヘッダタンク140のみに接合した点が異なる。
【0031】
ちなみに冷媒の流れは、ジョイントブロック190cの一方から流通部151aに入り、そこから図5紙面表側のチューブ110に分配されて下方へ流れ、一旦流通部151bに集合し、そこから図示しない連通路を通って流通部151cへと流れ、そこから図5紙面裏側のチューブ110に分配されて上方へ流れ、流通部151dに集合し、ジョイントブロック190cの他方から出てくるようになっている。これにより、ジョイントブロック190を一つにまとめることができ、更にスペースを取らないうえコストを抑えることができる。
【0032】
(第4実施形態)
図6は、本発明の第4実施形態におけるヘッダタンク140端部の構成を示す部分断面図である。上述の第1〜3実施形態とは、ヘッダタンク140の突出した端部Dの端面と、ジョイントブロック190の端面と、コア部101の端面とを揃えた点が異なる。そのために、コア部101のヘッダタンク140を突出させた側の端部に、ダミーチューブ110aやサイドプレート130を積層している。これにより、熱交換器100をケーシング等に収まり良く配置することができる。
【0033】
(その他の実施形態)
上述した実施形態では、熱交換器として超臨界冷凍サイクル装置内のガスクーラ100に適用されるものとして説明したが、冷媒を蒸発させる蒸発器に適用しても良い。更に、CO2を冷媒とする超臨界冷凍サイクル装置に限らず通常の冷凍サイクルや、その他車両エンジンに用いられる熱交換器等に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態におけるガスクーラの全体構成を示す斜視図である。
【図2】ヘッダタンクの構成を示す分解斜視図である。
【図3】図1中A部のヘッダタンク端部の構成を示す部分断面図である。
【図4】本発明の第2実施形態におけるガスクーラの全体構成を示す斜視図である。
【図5】本発明の第3実施形態におけるガスクーラの全体構成を示す斜視図である。
【図6】本発明の第4実施形態におけるヘッダタンク端部の構成を示す部分断面図である。
【図7】従来のタンク部端部の構成を示す部分断面図である。
【符号の説明】
101 コア部
110 チューブ
110a ダミーチューブ
130 サイドプレート
140 ヘッダタンク
151 流通部
190 ジョイントブロック
D 突出した端部
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器の流体流入出接続部の構造に関するものであり、例えば超臨界冷凍サイクル装置内に設けられるガスクーラや蒸発器等に適用して好適である。
【0002】
【従来の技術】
従来の熱交換器として、例えば本出願人が先に出願した特許文献1に示すものがある。これは2つのヘッダタンク140間に複数のチューブ110が接続される熱交換器に関するものであり、例えば超臨界冷凍サイクルに用いるため、高耐圧性を満たすヘッダ構造としてヘッダタンク140を小型にしている。
【0003】
そして、熱交換器100へ流体を流入出させるための接続部は、特許文献1の図1に示すように小型としたヘッダタンク140の長手方向側面にジョイントパイプ(文献中ではジョイント)191・192をろう付けしている。また図7は、特許文献1とは異なる従来のヘッダタンク端部の構成を示す部分断面図であり、今度はヘッダタンク140の長手方向端面に、特許文献1と同様にジョイントパイプ191をろう付けしたものである。
【0004】
【特許文献1】
特願2002−41332号
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高耐圧の必要性からパイプが厚肉化となり、これよりパイプの曲げRが大きくなって取り廻しに大きなスペースを取るという問題がある。また、上記従来技術のいずれにおいても、小型としたヘッダタンク140内の流通部151にジョイントパイプ191を組み込む構造とすると、ジョイントパイプ191の接続部分の内径が流通部151の径よりも小さくなる。その結果、タンク出入口で流体の流れを絞ることとなり、熱交換器100としての圧損が大きくなり、性能低下となる。
【0006】
本発明は上記従来の問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、高強度としながらもスペースを取らず、圧損を増大させることのないジョイント接続構造とした熱交換器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、請求項1から請求項5に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、チューブ(110)を複数積層して構成したコア部(101)と、内部に流体が流通する流通部(151)を形成してチューブ(110)の積層方向に延びる一対のヘッダタンク(140)とを有し、一対のヘッダタンク(140)にチューブ(110)の長手方向の両端を接合して、流通部(151)とチューブ(110)の内部とが互いに連通する熱交換器において、ヘッダタンク(140)の長手方向端部を、コア部(101)の積層方向端面よりも突出させ、その突出した端部(D)に流体を流入出させるための接続部材としてジョイントブロック(190)を設けたことを特徴とする。
【0008】
これにより、高強度としながらもスペースを取らず、冷媒通路面積も大きく取れることから圧損を増大させることのないジョイント接続構造とすることができる。
【0009】
請求項2に記載の発明では、ジョイントブロック(190)を突出した端部(D)のチューブ(110)接合側面、もしくはチューブ(110)反接合側面に接合したことを特徴とする。
【0010】
このように、突出した端部(D)を設けたことにより従来困難であったチューブ(110)接合側面を用いて冷媒通路面積の大きなジョイントブロック(190)を接続することができる。またこれは、コア部(101)から外れた部分でチューブ(110)反接合側面に冷媒通路面積の大きなジョイントブロック(190)を接続することも可能であり、熱交換器(100)の使い勝手によって選択することができる。
【0011】
請求項3に記載の発明では、ジョイントブロック(190)を一対のヘッダタンク(140)のうち一方のヘッダタンク(140)のみに接合したことを特徴とする。これにより、ジョイントブロック(190)を一つにまとめることができ、更にスペースを取らないうえコストを抑えることができる。
【0012】
請求項4に記載の発明では、コア部(101)のヘッダタンク(140)を突出させた側の端部に、ダミーチューブ(110a)やサイドプレート(130)を積層して、突出した端部(D)の端面とジョイントブロック(190)の端面とコア部(101)の端面とを揃えたことを特徴とする。これにより、熱交換器(100)をケーシング等に収まり良く配置することができる。
【0013】
請求項5に記載の発明では、流体はCO2冷媒であることを特徴とする。これは、本発明の熱交換器が超臨界冷凍サイクル装置等の高圧条件となるシステムに用いて好適なことによる。尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本発明の実施形態を図面に基づき説明する。図1は本発明の第1実施形態におけるガスクーラ100の全体構成を示す斜視図であり、図2はヘッダタンク140の構成を示す分解斜視図である。また、図3は図1中A部のヘッダタンク140端部の構成を示す部分断面図である(尚、以降の断面図でコア部は断面としない)。
【0015】
ここでは熱交換器として、CO2を冷媒(流体)とする超臨界冷凍サイクル装置内のガスクーラ100に適用したものを示す。ちなみに、超臨界冷凍サイクルとは、上記CO2の他にエチレン、エタン、酸化窒素等を冷媒とする冷凍サイクルであって、高圧側圧力が冷媒の臨界圧力以上になるものをいう。
【0016】
ガスクーラ100は、コア部101および上下のヘッダタンク140から構成され、これらを構成する各部材(以下で説明)は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から成り、嵌合・かしめ・治具固定等により組み付けられ、あらかじめ各部材表面に設けられたろう材により一体でろう付けされている。
【0017】
コア部101は、内部を冷媒が流通する複数のチューブ110、および波形に形成された複数のフィン120が交互に積層され、左右の最外方フィン120の更に外方に、断面コの字状に開口する強度部材としてのサイドプレート130が配設されたものであり、一体でろう付けされる。このコア部101の図1中上下部、すなわち、複数のチューブ110の長手方向におけるチューブ端部111に、チューブ110の積層方向に延びる一対のヘッダタンク140が設けられている。
【0018】
ヘッダタンク140には各チューブ端部111が接合され、ヘッダタンク140の内部に設けられた流通部151とチューブ110の内部とが互いに連通するようにろう付けされている。一方、チューブ110は、断面が扁平状を成し、押し出し加工により成形され、内部には扁平状の長辺方向に並ぶ複数の流通路を有している(図示せず)。
【0019】
そして、両ヘッダタンク140の長手方向端部には、エンドキャップ180(図3参照)がろう付けされ、流通部151によって形成される開口部を閉塞するようにしている。そして、上側のヘッダタンク140には入口側のジョイントパーツ191(図3参照)が付いたジョイントブロック190a、また下側のヘッダタンク140には出口側のジョイントパーツ(図1では省略)が付いたジョイントブロック190bがそれぞれろう付けされ、内部にくまなく冷媒が流通するようにしている。
【0020】
ヘッダタンク140は、タンクプレート150とかしめプレート160との間に中間プレート170を介在させ、中間プレート170に設けられたプレート孔171とタンクプレート150の流通部151とによって連通部を形成するようにしたものである。タンクプレート150は、板状部材をプレス加工して流通部151の断面形状をU字状に形成したものである。また、かしめプレート160は、板状部材をプレス加工して、断面が爪部162を有するコの字状に形成されている。そして、チューブ端部111に対応する位置にはチューブ挿入孔161が設けられている。
【0021】
中間プレート170は、タンクプレート150の流通部151を有する側の面に沿う長方形状をしており、チューブ端部111に対応する位置にプレート孔171が設けられている。そして、プレート孔171の長手方向端部には板厚の途中でチューブ端部111の位置を規制する位置規制部としての段部172が設けられている。
【0022】
更に、プレート孔171は、チューブ端部111の断面形状よりも大きくなるようにしている。具体的には、プレート孔171の幅寸法eは、チューブ110の厚さ寸法(扁平断面の短辺方向の寸法)dよりも大きくなるようにしており、ここでは寸法eは寸法dの約2倍に設定している。
【0023】
上記タンクプレート150・中間プレート170・かしめプレート160・チューブ110は、図3に示すように組み付けられる。かしめプレート160内に中間プレート170とエンドキャップ180をセットし、タンクプレート150を重ねた後に、かしめプレート160の爪部162をかしめてタンクプレート150の上面を押さえ込んでヘッダタンク140を形成する。
【0024】
そして、これら両ヘッダタンク140のチューブ挿入孔161に、各チューブ110のチューブ端部111とサイドプレート130の端部とを挿入し、これら各部材を一体でろう付けする。チューブ端部111は、中間プレート170のプレート孔171の段部172によって流通部151の外側の領域に規制され、また、チューブ端部111は、プレート孔171の空間内に配置されることになる。タンクプレート150の流通部151と中間プレート170のプレート孔171とによって連通部が形成される。
【0025】
以上のように構成されるガスクーラ100において、図1中のジョイントブロック190aが図示しない圧縮機の吐出側と接続され、出口側のジョイントブロック190bが図示しない膨張弁と接続される。そして、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒は、ジョイントブロック190aから上側のヘッダタンク140内に流入し、各チューブ110に分配されて下方へ流れ、下側のヘッダタンク140内に流入して出口側のジョイントブロック190bから流出する。この間に冷媒は、コア部101において外部空気と熱交換して冷却される。
【0026】
次に、本実施形態の特徴を述べる。ヘッダタンク140の長手方向端部を、コア部101の積層方向端面よりも突出させ、その突出した端部Dに流体を流入出させるためのジョイントブロック190を設けている。この突出した端部Dに接続形状を形成することにより、流通部151の径よりも小さくすることなくジョイントブロック190を接合している。このように、高強度としながらもスペースを取らず、冷媒通路面積も大きく取れることから圧損を増大させることのないジョイント接続構造とすることができる。
【0027】
また、ジョイントブロック190を突出した端部Dのチューブ110接合側面、もしくはチューブ110反接合側面に接合している。このように、突出した端部Dを設けたことにより従来困難であったチューブ110接合側面を用いて冷媒通路面積の大きなジョイントブロック190を接続することができる。またこれは、コア部101から外れた部分でチューブ110反接合側面に冷媒通路面積の大きなジョイントブロック190を接続することも可能であり、熱交換器100の使い勝手によって選択することができる。
【0028】
また、流体はCO2冷媒を用いている。これは、本発明の熱交換器が超臨界冷凍サイクル装置等の高圧条件となるシステムに用いて好適なことによる。
【0029】
(第2実施形態)
図4は、本発明の第2実施形態におけるガスクーラ100の全体構成を示す斜視図である。上述の第1実施形態ではジョイントブロック190が対向する配置であったのに対し、本実施形態ではジョイントブロック190を対角に配置した点のみ異なり、使い勝手によりこのように配置しても良い。
【0030】
(第3実施形態)
図5は、本発明の第3実施形態におけるガスクーラ100の全体構成を示す斜視図である。上述の第1・第2実施形態とは、ヘッダタンク140の流通部151をヘッダタンク140の幅方向に複数列設け、チューブ110もヘッダタンク140の幅方向に複数列設けている点が異なる。そして、ジョイントブロック190(190c)を一対のヘッダタンク140のうち、一方のヘッダタンク140のみに接合した点が異なる。
【0031】
ちなみに冷媒の流れは、ジョイントブロック190cの一方から流通部151aに入り、そこから図5紙面表側のチューブ110に分配されて下方へ流れ、一旦流通部151bに集合し、そこから図示しない連通路を通って流通部151cへと流れ、そこから図5紙面裏側のチューブ110に分配されて上方へ流れ、流通部151dに集合し、ジョイントブロック190cの他方から出てくるようになっている。これにより、ジョイントブロック190を一つにまとめることができ、更にスペースを取らないうえコストを抑えることができる。
【0032】
(第4実施形態)
図6は、本発明の第4実施形態におけるヘッダタンク140端部の構成を示す部分断面図である。上述の第1〜3実施形態とは、ヘッダタンク140の突出した端部Dの端面と、ジョイントブロック190の端面と、コア部101の端面とを揃えた点が異なる。そのために、コア部101のヘッダタンク140を突出させた側の端部に、ダミーチューブ110aやサイドプレート130を積層している。これにより、熱交換器100をケーシング等に収まり良く配置することができる。
【0033】
(その他の実施形態)
上述した実施形態では、熱交換器として超臨界冷凍サイクル装置内のガスクーラ100に適用されるものとして説明したが、冷媒を蒸発させる蒸発器に適用しても良い。更に、CO2を冷媒とする超臨界冷凍サイクル装置に限らず通常の冷凍サイクルや、その他車両エンジンに用いられる熱交換器等に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態におけるガスクーラの全体構成を示す斜視図である。
【図2】ヘッダタンクの構成を示す分解斜視図である。
【図3】図1中A部のヘッダタンク端部の構成を示す部分断面図である。
【図4】本発明の第2実施形態におけるガスクーラの全体構成を示す斜視図である。
【図5】本発明の第3実施形態におけるガスクーラの全体構成を示す斜視図である。
【図6】本発明の第4実施形態におけるヘッダタンク端部の構成を示す部分断面図である。
【図7】従来のタンク部端部の構成を示す部分断面図である。
【符号の説明】
101 コア部
110 チューブ
110a ダミーチューブ
130 サイドプレート
140 ヘッダタンク
151 流通部
190 ジョイントブロック
D 突出した端部
Claims (5)
- チューブ(110)を複数積層して構成したコア部(101)と、
内部に流体が流通する流通部(151)を形成して前記チューブ(110)の積層方向に延びる一対のヘッダタンク(140)とを有し、
前記一対のヘッダタンク(140)に前記チューブ(110)の長手方向の両端を接合して、前記流通部(151)と前記チューブ(110)の内部とが互いに連通する熱交換器において、
前記ヘッダタンク(140)の長手方向端部を、前記コア部(101)の前記積層方向端面よりも突出させ、その突出した端部(D)に前記流体を流入出させるための接続部材としてジョイントブロック(190)を設けたことを特徴とする熱交換器。 - 前記ジョイントブロック(190)を前記突出した端部(D)の前記チューブ(110)接合側面、もしくは前記チューブ(110)反接合側面に接合したことを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
- 前記ジョイントブロック(190)を前記一対のヘッダタンク(140)のうち一方のヘッダタンク(140)のみに接合したことを特徴とする請求項1または2に記載の熱交換器。
- 前記コア部(101)の前記ヘッダタンク(140)を突出させた側の端部に、ダミーチューブ(110a)やサイドプレート(130)を積層して、前記突出した端部(D)の端面と前記ジョイントブロック(190)の端面と前記コア部(101)の端面とを揃えたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の熱交換器。
- 前記流体は、CO2冷媒であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の熱交換器。
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Cited By (8)
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---|---|---|---|---|
EP1388722A2 (de) * | 2002-08-08 | 2004-02-11 | Behr GmbH & Co. | Kondensator, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage |
JP2006010262A (ja) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Denso Corp | 冷媒蒸発器 |
JP2006183962A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Denso Corp | 蒸発器 |
JP2006194522A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Japan Climate Systems Corp | 熱交換器 |
WO2009108974A1 (de) | 2008-03-05 | 2009-09-11 | Werner Pustelnik | EINRICHTUNG ZUM ANSCHLIEßEN VON ROHRLEITUNGEN AN EINEN FLÜSSIGKEITS -LUFTKÜHLER |
EP2108909A1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-14 | Delphi Technologies, Inc. | Heat exchanger provided with a fitting block |
CN102322710A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-01-18 | 天津三电汽车空调有限公司 | 平行流式蒸发器的进出管路与管座的连接结构 |
JP4898672B2 (ja) * | 2005-06-01 | 2012-03-21 | 昭和電工株式会社 | 熱交換器 |
-
2002
- 2002-11-13 JP JP2002329231A patent/JP2004162993A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1388722A2 (de) * | 2002-08-08 | 2004-02-11 | Behr GmbH & Co. | Kondensator, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage |
JP2006010262A (ja) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Denso Corp | 冷媒蒸発器 |
US7571761B2 (en) | 2004-06-28 | 2009-08-11 | Denso Corporation | Heat exchanger |
JP2006183962A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Denso Corp | 蒸発器 |
CN1796904B (zh) * | 2004-12-28 | 2010-10-13 | 株式会社电装 | 蒸发器 |
JP2006194522A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Japan Climate Systems Corp | 熱交換器 |
JP4898672B2 (ja) * | 2005-06-01 | 2012-03-21 | 昭和電工株式会社 | 熱交換器 |
WO2009108974A1 (de) | 2008-03-05 | 2009-09-11 | Werner Pustelnik | EINRICHTUNG ZUM ANSCHLIEßEN VON ROHRLEITUNGEN AN EINEN FLÜSSIGKEITS -LUFTKÜHLER |
EP2108909A1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-14 | Delphi Technologies, Inc. | Heat exchanger provided with a fitting block |
WO2009124858A1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-15 | Delphi Technologies, Inc. | Heat exchanger provided with a fitting block |
CN102322710A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-01-18 | 天津三电汽车空调有限公司 | 平行流式蒸发器的进出管路与管座的连接结构 |
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