JP2012007821A - 熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷媒が流れる冷媒用チューブ16aと走行用電動モータMGの冷却水が流れる冷却媒体用チューブ43aとを、互いに交互に積層配置する。さらに、隣り合う冷媒用チューブ16aと冷却水用チューブ43aとの間に形成されて外気を流通させる外気通路70aに、冷媒用チューブ16aと冷却媒体用チューブ43aとの間の熱移動を可能とするアウターフィン50を配置する。これにより、冷媒と外気との間の適切な熱交換、冷却水と外気との間の適切な熱交換、さらに、冷媒と冷却水との間の適切な熱交換が実現できる。
【選択図】図6
Description
複数の第1チューブ(16a)のうち少なくとも1つは、複数の第2チューブ(43a)の間に配置され、複数の第2チューブ(43a)のうち少なくとも1つは、複数の第1チューブ(16a)の間に配置され、第1チューブ(16a)と第2チューブ(43a)との間に形成される空間は、第3流体が流通する第3流体用通路(70a)を形成しており、
第3流体用通路(70a)には、双方の熱交換部(16、43)における熱交換を促進するとともに、第1チューブ(16a)を流通する第1流体と第2チューブ(43a)を流通する第2流体との間の熱移動を可能とするアウターフィン(50)が配置され、第1タンク部(16c)には、第1チューブ(16a)と第2チューブ(43a)の双方が固定され、第2タンク部(43c)には、第1チューブ(16a)と第2チューブ(43a)の双方が固定されている熱交換器を特徴とする。
第1中間プレート部材(162)には、第1チューブ(16a)を第1タンク形成部材(163)の内部に形成される空間に連通させる第1連通穴(162a)が形成されており、第2中間プレート部材(432)には、第2チューブ(43a)を第2タンク形成部材(433)の内部に形成される空間に連通させる第2連通穴(432a)が形成されていることを特徴とする。
図1〜8により、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態では、本発明の熱交換器70を、車両用空調装置1において車室内送風空気の温調を行うヒートポンプサイクル10に適用している。図1〜4は、本実施形態の車両用空調装置1の全体構成図である。この車両用空調装置1は、内燃機関(エンジン)および走行用電動モータMGから車両走行用の駆動力を得る、いわゆるハイブリッド車両に適用されている。
暖房運転は、操作パネルの作動スイッチが投入(ON)された状態で、選択スイッチによって暖房運転モードが選択されると開始される。そして、暖房運転時に、着霜判定手段によって室外熱交換部16の着霜が生じていると判定された際には除霜運転が実行され、冷却水温度センサ52によって検出された冷却水温度Twが予め定めた基準温度(本実施形態では、60℃)度以上になった際には廃熱回収運転が実行される。
次に、除霜運転について説明する。ここで、本実施形態のヒートポンプサイクル10のように、室外熱交換部16にて冷媒と外気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる冷凍サイクル装置では、室外熱交換部16における冷媒蒸発温度が着霜温度(具体的には、0℃)以下になってしまうと室外熱交換部16に着霜が生じるおそれがある。
次に、廃熱回収運転について説明する。ここで、走行用電動モータMGのオーバーヒートを抑制するためには、冷却水の温度は所定の上限温度以下に維持されるとともに、走行用電動モータMGの内部に封入された潤滑用オイルの粘度増加によるフリクションロスを低減するためには、冷却水の温度は所定の下限温度以上に維持されることが望ましい。
冷房運転は、操作パネルの作動スイッチが投入(ON)された状態で、選択スイッチによって冷房運転モードが選択されると開始される。この冷房運転時には、空調制御装置が、開閉弁15aを開くとともに、三方弁15bを室外熱交換部16の出口側と冷房用固定絞り19の入口側とを接続する冷媒流路に切り替える。これにより、ヒートポンプサイクル10は、図4の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。
本実施形態では、第1実施形態に対して、熱交換器70の構成を変更した例を説明する。本実施形態の熱交換器70の詳細構成については、図9、10を用いて説明する。図9は、熱交換器70の外観斜視図であり、第1実施形態の図5に対応する図面である。また、図10は、熱交換器70の分解斜視図であり、第1実施形態の図6に対応する図面である。なお、図9、10では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面においても同様である。
本実施形態では、第1実施形態に対して、熱交換器70の構成を変更した例を説明する。本実施形態の熱交換器70の詳細構成については、図11を用いて説明する。図11(a)は、本実施形態の熱交換器70の分解斜視図であり、第1実施形態の図6のB部に対応する部位を拡大して示している。また、図11(b)は、図11(a)に対応する部位の外観斜視図を一部断面図としたものである。さらに、図11(c)は、図11(b)のC−C断面図であり、図11(d)は、図11(b)のD−D断面図である。
本実施形態では、第2実施形態に対して、熱交換器70の構成を変更した例を説明する。本実施形態の熱交換器70の詳細構成については、図12を用いて説明する。図12(a)は、本実施形態の熱交換器70の分解斜視図であり、図6のB部に対応する部位を拡大して示している。また、図12(b)は、図12(a)に対応する部位の外観斜視図を一部断面図としたものである。さらに、図12(c)は、図12(b)のC−C断面図であり、図12(d)は、図12(b)のD−D断面図である。
本実施形態では、図13の全体構成図に示すように、第1実施形態に対して、ヒートポンプサイクル10の構成を変更した例を説明する。なお、図13は、本実施形態における廃熱回収運転時の冷媒流路等を示す全体構成図であり、ヒートポンプサイクル10における冷媒の流れを実線で示し、冷却水循環回路40における冷却水の流れを破線矢印で示している。
一方、室外熱交換部16については、内部を流通する冷媒と送風ファン17から送風された外気とを熱交換させる単一の熱交換器として構成されている。その他の構成は、第1実施形態と同様である。また、本実施形態では、除霜運転は実行されないものの、その他の作動は、第1実施形態と同様である。
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
16a 冷媒用チューブ
16c 冷媒側タンク部
161 冷媒側固定用プレート部材
162 冷媒側中間プレート部材
162a 第1連通穴
163 冷媒側タンク形成部材
43 ラジエータ部
43a 冷却媒体用チューブ
43c 冷却媒体側タンク部
431 冷却媒体側固定用プレート部材
432 冷却媒体側中間プレート部材
432a 第2連通穴
433 冷却媒体側タンク形成部材
50 アウターフィン
70 熱交換器
70a 外気通路
Claims (9)
- 第1流体が流通する複数本の第1チューブ(16a)および前記複数本の第1チューブ(16a)の積層方向に延びて前記第1チューブ(16a)を流通する前記第1流体の集合あるいは分配を行う第1タンク部(16c)を有し、前記第1流体と前記第1チューブ(16a)の周囲を流れる第3流体とを熱交換させる第1熱交換部(16)と、
第2流体が流通する複数本の第2チューブ(43a)および前記複数本の第2チューブ(43a)の積層方向に延びて前記第2チューブ(43a)を流通する前記第2流体の集合あるいは分配を行う第2タンク部(43c)を有し、前記第2流体と前記第2チューブ(43a)の周囲を流れる第3流体とを熱交換させる第2熱交換部(43)とを備え、
前記複数の第1チューブ(16a)のうち少なくとも1つは、前記複数の第2チューブ(43a)の間に配置され、
前記複数の第2チューブ(43a)のうち少なくとも1つは、前記複数の第1チューブ(16a)の間に配置され、
前記第1チューブ(16a)と前記第2チューブ(43a)との間に形成される空間は、前記第3流体が流通する第3流体用通路(70a)を形成しており、
前記第3流体用通路(70a)には、双方の熱交換部(16、43)における熱交換を促進するとともに、前記第1チューブ(16a)を流通する前記第1流体と前記第2チューブ(43a)を流通する前記第2流体との間の熱移動を可能とするアウターフィン(50)が配置され、
前記第1タンク部(16c)には、前記第1チューブ(16a)と前記第2チューブ(43a)の双方が固定され、
前記第2タンク部(43c)には、前記第1チューブ(16a)と前記第2チューブ(43a)の双方が固定されていることを特徴とする熱交換器。 - 前記第1タンク部(16c)は、前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)のうち少なくとも一方が固定される第1固定用プレート部材(161)、前記第1固定用プレート部材(161)に固定される第1中間プレート部材(162)、並びに、前記第1固定用プレート部材(161)あるいは前記第1中間プレート部材(162)に固定されて内部に前記第1流体の集合あるいは分配を行う空間が形成される第1タンク形成部材(163)を有し、
前記第2タンク部(43c)は、前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)のうち少なくとも一方が固定される第2固定用プレート部材(431)、前記第2固定用プレート部材(431)に固定される第2中間プレート部材(432)、並びに、前記第2固定用プレート部材(431)あるいは前記第2中間プレート部材(432)に固定されて内部に前記第2流体の集合あるいは分配を行う空間が形成される第2タンク形成部材(433)を有し、
前記第1中間プレート部材(162)には、前記第1チューブ(16a)を前記第1タンク形成部材(163)の内部に形成される空間に連通させる第1連通穴(162a)が形成されており、
前記第2中間プレート部材(432)には、前記第2チューブ(43a)を前記第2タンク形成部材(433)の内部に形成される空間に連通させる第2連通穴(432a)が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。 - 前記第1チューブ(16a)は、前記第1連通穴(162a)を貫通して、前記第1タンク形成部材(163)の内部に形成される空間に突出し、
前記第2チューブ(43a)は、前記第2連通穴(432a)を貫通して、前記第2タンク形成部材(433)の内部に形成される空間に突出していることを特徴とする請求項2に記載の熱交換器。 - 前記第1チューブ(16a)および前記第2チューブ(43a)は、前記第3流体用通路(70a)を流通する第3流体の流れ方向に複数列配置されており、
前記第1固定用プレート部材(161)と前記第1中間プレート部材(162)との間には、前記第3流体の流れ方向に配列された前記第2チューブ(43a)同士を連通させる第1連通空間が形成され、
前記第2固定用プレート部材(431)と前記第2中間プレート部材(432)との間には、前記第3流体の流れ方向に配列された前記第1チューブ(16a)同士を連通させる第2連通空間が形成されていることを特徴とする請求項2または3に記載の熱交換器。 - 前記第1、第2チューブ(16a、43a)は、前記第1、第2固定用プレート部材(161、431)にろう付け接合されることによって、固定されていることを特徴とする請求項2ないし4のいずれか1つに記載の熱交換器。
- 前記第1固定用プレート部材(161)と前記第1タンク形成部材(163)、および、前記第2固定用プレート部材(431)と前記第2タンク形成部材(433)は、それぞれかしめによって固定されていることを特徴とする請求項2ないし4のいずれか1つに記載の熱交換器。
- 蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいて冷媒を蒸発させる蒸発器として用いられる熱交換器であって、
前記第1流体は、前記冷凍サイクルの冷媒であり、
前記第2流体は、外部熱源の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第3流体は、空気であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の熱交換器。 - 蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいて圧縮機吐出冷媒を放熱させる放熱器として用いられる熱交換器であって、
前記第1流体は、前記冷凍サイクルの冷媒であり、
前記第2流体は、外部熱源の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第3流体は、空気であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の熱交換器。 - 車両用冷却システムに適用される熱交換器であって、
前記第1流体は、作動時に発熱を伴う第1車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第2流体は、作動時に発熱を伴う第2車載機器の有する熱量を吸熱した熱媒体であり、
前記第3流体は、空気であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の熱交換器。
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