JP2015092122A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、流体間で熱交換を行う熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger that performs heat exchange between fluids.
従来の熱交換器としては、低温流体が流れる扁平状の第1冷媒流路と、低温流体と平行に高温流体が流れる扁平状の第2冷媒流路と、第1冷媒流路の両端に接続された第1ヘッダーと、第2冷媒流路の両端に接続された第2ヘッダーとを備え、第1冷媒流路および第2冷媒流路の扁平な面同士をろう付け等で接触積層させた熱交換器が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional heat exchanger, a flat first refrigerant channel through which a low-temperature fluid flows, a flat second refrigerant channel through which a high-temperature fluid flows in parallel with the low-temperature fluid, and both ends of the first refrigerant channel are connected. The first header and the second header connected to both ends of the second refrigerant flow path are provided, and the flat surfaces of the first refrigerant flow path and the second refrigerant flow path are contact-laminated by brazing or the like A heat exchanger is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の熱交換器では、流体の流れの乱れによって、流体が局所的に過度に冷却されて、流路内で流体が凍結してしまうことがあった。このため、従来の熱交換器では、流路を流れる流体の流量が低下してしまう問題があった。さらに、従来の熱交換器では、凍結が進行することによって、流路が閉塞するおそれ、および、凍結した流体の体積膨張によって流路が破損するおそれがあり、その信頼性に問題があった。
また、凍結の発生を抑制するために、高温流体と熱交換を行う低温流体の温度を上げることがあり、この場合には、所望の熱交換量を得るために、熱交換器が大型化するという問題があった。
However, in the conventional heat exchanger, the fluid may be locally cooled excessively due to the disturbance of the fluid flow, and the fluid may freeze in the flow path. For this reason, in the conventional heat exchanger, there existed a problem that the flow volume of the fluid which flows through a flow path will fall. Furthermore, in the conventional heat exchanger, there is a possibility that the flow path may be blocked due to the progress of freezing, and the flow path may be damaged due to volume expansion of the frozen fluid.
In order to suppress the occurrence of freezing, the temperature of the low-temperature fluid that exchanges heat with the high-temperature fluid may be increased. In this case, the heat exchanger is increased in size to obtain a desired heat exchange amount. There was a problem.
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、流体の凍結を抑制する断熱部を設けることによって、信頼性が優れる小型の熱交換器を得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a small heat exchanger having excellent reliability by providing a heat insulating portion that suppresses freezing of fluid.
この発明に係る熱交換器は、第1流体が第1軸方向に沿って流れる第1冷媒流路と、前記第1流体と熱交換を行う第2流体が、前記第1冷媒流路に沿って流れる第2冷媒流路と、前記第1冷媒流路の両端に接続された第1入口ヘッダーおよび第1出口ヘッダーと、前記第2冷媒流路の両端に接続された第2入口ヘッダーおよび第2出口ヘッダーと、前記第1冷媒流路と前記第2冷媒流路との端部において、それらの流路の間に配置され、前記第1流体と前記第2流体との熱交換を抑制する断熱部と、を有することを特徴とする。
In the heat exchanger according to the present invention, the first refrigerant flow path along which the first fluid flows along the first axial direction, and the second fluid that exchanges heat with the first fluid flow along the first refrigerant flow path. Second refrigerant flow path, first inlet header and first outlet header connected to both ends of the first refrigerant flow path, second inlet header connected to both ends of the second refrigerant flow path and
この発明に係る熱交換器によれば、流体の流れに乱れが発生する付近に、流体間の熱交換を抑制する断熱部を配置してあるので、流体が局所的に過度に冷却されて、流体が凍結することを抑制することができる。その結果、この発明によれば、信頼性が優れる小型の熱交換器を得ることができる。 According to the heat exchanger according to the present invention, since the heat insulating portion that suppresses heat exchange between the fluids is disposed in the vicinity where the fluid flow is disturbed, the fluid is locally cooled excessively, Freezing of the fluid can be suppressed. As a result, according to the present invention, a small heat exchanger having excellent reliability can be obtained.
実施の形態1.
図1(a)は、この発明の実施の形態1に係る熱交換器8の外観斜視図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A断面図である。なお、以下の説明では、図において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは、明細書の全文において共通することである。
Fig.1 (a) is an external appearance perspective view of the
実施の形態1に係る熱交換器8は、低温冷媒として、フロン系、炭化水素または二酸化炭素などの気液二相冷媒を用いて、高温冷媒として、水を用いるタイプの熱交換器であり、例えば、冷凍サイクル装置に組み込まれる。熱交換器8は、図1(a)および図1(b)に示すように、第1冷媒流路1、第2冷媒流路2、第1入口ヘッダー3、第1出口ヘッダー4、第2入口ヘッダー5および第2出口ヘッダー6を有する。
The
第1冷媒流路1は、第1軸であるX軸方向に沿って低温冷媒が流れる流路である。第1冷媒流路1は、その断面が扁平形状であり、複数の第1伝熱路1aをX軸に交差するY軸方向に沿って並列に配置して構成してある。なお、以下の説明では、X軸とY軸とZ軸とが相互に直交しているものとして説明するが、X軸とY軸とZ軸とは、直角以外の角度で交差してもよい。各第1伝熱路1aは、その断面が扁平形状の貫通穴であり、その内部に低温冷媒が流れる流路を形成してある。第1冷媒流路1の両端には、Y軸方向に沿って延びる第1入口ヘッダー3および第1出口ヘッダー4を接続してある。
The
第2冷媒流路2は、第1冷媒流路1の平行方向に沿って配置してあり、高温冷媒が流れる流路である。第2冷媒流路2に流れる高温冷媒は、第1冷媒流路1を流れる低温冷媒と平行に流れる。第2冷媒流路2は、X軸方向に沿って延びる直線部2Lと直線部2Lの両側に形成される曲がり部2Rを有する。第2冷媒流路2は、その断面が扁平形状であり、複数の第2伝熱路2aをY軸方向に沿って並列に配置して構成してある。各第2伝熱路2aは、その断面が扁平形状の貫通穴であり、その内部に高温冷媒が流れる流路を形成してある。第2冷媒流路2の両端には、第2冷媒流路2に交差する方向に沿って延びる第2入口ヘッダー5および第2出口ヘッダー6を接続してある。なお、この実施の形態では、上記のように、第1冷媒流路1に低温冷媒が流れて、第2冷媒流路2に高温冷媒が流れる構成であってもよく、または、第1冷媒流路1に高温冷媒が流れて、第2冷媒流路2に低温冷媒が流れる構成であってもよい。
The second
上記の第1冷媒流路1および第2冷媒流路2は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、鉄鋼、ステンレス合金鋼等の熱伝導性の良い材質で構成してある。例えば、第1冷媒流路1および第2冷媒流路2は、押し出し成形または引き抜き成形等によって形成することができる。また例えば、第1冷媒流路1および第2冷媒流路2は、平板をロール成形等で曲げた後、この平板の両端部である継ぎ目を電縫(溶接)して形成することができる。また例えば、第1冷媒流路1および第2冷媒流路2は、円筒形状の材質をロール成形またはプレス成形することによって形成される。
The
第1冷媒流路1と第2冷媒流路2とは、互いに対向する扁平面をろう付け等によって接合してある。たとえば、第1冷媒流路1の扁平面と第2冷媒流路2の扁平面とは、アルミ−シリコン系等のろう材等によって接合する。第1冷媒流路1と第2冷媒流路2との接合部20では、第1冷媒流路1を流れる低温冷媒と第2冷媒流路2を流れる高温冷媒とが熱交換を行うことができる。低温冷媒および高温冷媒が流れる方向に沿って、接合部20の両側には、第1冷媒流路1と第2冷媒流路2との間に間隙を形成してあり、当該間隙は第1冷媒流路1と第2冷媒流路2との熱交換を抑制する断熱部21を構成している。
The first
次に、この実施の形態に係る熱交換器の動作について説明する。
例えば、気液二相状態の低温冷媒は、第1入口ヘッダー3を通り、第1冷媒流路1に供給される。第1冷媒流路1で高温冷媒と熱交換を行った低温冷媒は、第1出口ヘッダー4に流出する。
また、水等の高温冷媒は、第2入口ヘッダー5を通り、第2冷媒流路2に供給される。第2冷媒流路2で冷却された高温冷媒は、第2出口ヘッダー6に流出する。
なお、上記の説明では、第1冷媒流路1を流れる低温冷媒と第2冷媒流路2を流れる高温冷媒とが同じ向きに流れる並向流型の熱交換器について説明したが、低温冷媒の流れ方向と高温冷媒の流れ方向とが対向する対向流型の熱交換器であってもよい。
Next, the operation of the heat exchanger according to this embodiment will be described.
For example, the low-temperature refrigerant in the gas-liquid two-phase state is supplied to the first
Further, the high-temperature refrigerant such as water is supplied to the second
In the above description, the low-temperature refrigerant flowing through the first
図2(a)は、図1に示す熱交換器の部分拡大図であり、図2(b)は、図2(a)の比較例(従来技術)である。比較例では、図2(b)に示すように、第2冷媒流路2の内部壁面に凍結が発生している(凍結部2F)。これは、比較例では、低温冷媒および高温冷媒の流れに乱れが発生している場所で、局所的に冷却性が高くなって、高温冷媒が過度に冷却されてしまうことによって発生する。
第1冷媒流路1を流れる低温冷媒の流れの乱れは、第1入口ヘッダー3と第1冷媒流路1との連通部で、低温冷媒の流れの向きおよび速度が変化すること等によって発生する。
第2冷媒流路2を流れる高温冷媒の流れの乱れは、第2入口ヘッダー5と第2冷媒流路2との連通部、および、第2冷媒流路の曲がり部2Rで、高温冷媒の流れの向きおよび速度が変化すること等によって発生する。
上記のように、比較例では、低温冷媒および高温冷媒の流れに乱れが発生している場所で、局所的に冷却性が高くなるため、高温冷媒が局所的に過度に冷却されて、凍結部2Fが発生する。凍結部2Fは、第2冷媒流路2の流路抵抗になるため、比較例では、高温冷媒の流量が低下して、熱交換器の熱交換特性が著しく低下してしまう。さらには、凍結が進行することによって、第2冷媒流路2の流路閉塞のおそれ、および、凍結した高温冷媒の体積膨張によって第2冷媒流路2が破損する問題が発生するおそれがある。
Fig.2 (a) is the elements on larger scale of the heat exchanger shown in FIG. 1, FIG.2 (b) is a comparative example (prior art) of Fig.2 (a). In the comparative example, as shown in FIG. 2B, freezing has occurred on the inner wall surface of the second refrigerant flow path 2 (freezing
The disturbance of the flow of the low-temperature refrigerant flowing through the first
The turbulence of the flow of the high-temperature refrigerant flowing through the second
As described above, in the comparative example, since the cooling performance is locally increased in a place where the flow of the low-temperature refrigerant and the high-temperature refrigerant is disturbed, the high-temperature refrigerant is excessively cooled locally, and the frozen
図2(b)に示す比較例と比較して、図2(a)に示す実施の形態1に係る熱交換器8は、第1冷媒流路1と第2冷媒流路2との間に断熱部21を形成してある。断熱部21は、第1入口ヘッダー3、第2入口ヘッダー5および曲がり部2Rよりも、接合部20側に延びるように形成してあり、第1冷媒流路1と第2冷媒流路2との熱交換を抑制する。その結果、実施の形態1に係る熱交換器8では、低温冷媒および高温冷媒の流れに乱れが発生している領域では、断熱部21によって熱交換が抑制されている。そして、この実施の形態の熱交換器では、低温冷媒および高温冷媒の流れの乱れが低減された領域に、第1冷媒流路1と第2冷媒流路2との熱交換を行う接合部20を形成してある。このため、実施の形態1に係る熱交換器8では、流体の流れの乱れによって、高温流体が局所的に過度に冷却されて、第2冷媒流路2内で高温流体が凍結する問題が解決されている。したがって、実施の形態1では、信頼性が優れる小型の熱交換器が提供されている。
Compared with the comparative example shown in FIG. 2B, the
なお、図1(b)に示すように、断熱部21は、低温冷媒および高温冷媒が流れる方向に沿って、接合部20の両側に形成してあってもよい。この場合には、低温冷媒および高温冷媒の流れ方向が予め決まっていない場合、もしくは、低温冷媒および高温冷媒の流れ方向が運転中に切り替わる場合であっても、高温流体の凍結を防止することができる。
In addition, as shown in FIG.1 (b), the
実施の形態2.
図3(a)は、この発明の実施の形態2に係る熱交換器8の外観斜視図であり、図3(b)は、図3(a)のB−B断面図である。実施の形態2に係る熱交換器8は、低温冷媒として、フロン系、炭化水素または二酸化炭素などの気液二相冷媒を用いて、高温冷媒として、水を用いるタイプの熱交換器であり、例えば、冷凍サイクル装置に組み込まれる。
Fig.3 (a) is an external appearance perspective view of the
熱交換器8は、図3(a)および図3(b)に示すように、第1冷媒流路に対応する第1冷媒パス101、第2冷媒流路に対応する第2冷媒パス102、第1入口ヘッダーに対応する第1入口連通穴103a、第1出口ヘッダーに対応する第1出口連通穴104a、第2入口ヘッダー105および第2出口ヘッダー106を含む冷媒流路を有し、これらの冷媒流路はブロック体100に配置してある。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
ブロック体100およびブロック体100に形成される冷媒流路は、アルミおよびアルミニウム合金、銅および銅合金、ならびに鉄鋼およびステンレス合金鋼の押し出しおよび引き抜き成形で製造することができる。なお、第1冷媒パス101とブロック体100とは、一体的に構成してあってもよく、または、第1冷媒パス101とブロック体100とが、それぞれ別個に構成してあり、それらをろう付け等で接合して構成してあってもよい。
The
第1冷媒パス101は、X軸方向に沿って低温冷媒が流れる流路である。第1冷媒パス101は、その断面が扁平形状であり、複数の第1伝熱路101aをY軸方向に沿って並列に配置して構成してある。各第1伝熱路101aは、ブロック体100に形成される矩形形状の貫通穴であり、その内部に低温冷媒が流れる流路を有する。第1冷媒パス101の両側には、Y軸方向に沿って延びて第1冷媒パス101に連通する第1入口連通穴103aおよび第1出口連通穴104aを接続してある。なお、第1冷媒パス101の両端部は、ピンチ加工などの封止加工もしくは封止部材によって封止してある。
The first
図3(b)に示すように、第1冷媒パス101と第1入口連通穴103aとの接続部付近および第1冷媒パス101と第1出口連通穴104aとの接続部付近には、乱れ抑制部111を形成してある。乱れ抑制部111は、流路断面積の調整を行う構成であり、第1冷媒パス101と第1入口連通穴103aとの間または第1冷媒パス101と第1出口連通穴104aとの間を流れる低温冷媒について、その流体速度が急に加速したり、減速しないように調整して流体の流れの乱れを抑制する。なお、乱れ抑制部は、流体の向きおよび速度が変化するすべての部分に適用可能であり、例えば、角部に面取りまたはRを施すこと等によって、流れの乱れの発生を抑制する。
As shown in FIG. 3B, turbulence is suppressed near the connection portion between the first
第1入口連通穴103aおよび第1出口連通穴104aの一端には、外部に連通する第1入口接続管103または第1出口接続管104が接続してあり、第1入口連通穴103aおよび第1出口連通穴104aの他端は、封止穴になっているか、もしくは封止部材によって封止してある。
One end of the first inlet communication hole 103a and the first outlet communication hole 104a is connected to the first inlet connection pipe 103 or the first
第2冷媒パス102は、第1冷媒パス101の平行方向に沿って配置してあり、高温冷媒が流れる流路である。第2冷媒パス102に流れる高温冷媒は、第1冷媒パス101を流れる低温冷媒と平行に流れる。第2冷媒パス102は、その断面が扁平形状であり、複数の第2伝熱管102aをY軸方向に沿って並列に配置して構成してある。各第2伝熱管102aは、その断面が円形であり、その内部に高温冷媒が流れる流路を形成してある。
The 2nd refrigerant | coolant path | pass 102 is arrange | positioned along the parallel direction of the 1st refrigerant | coolant path | pass 101, and is a flow path through which a high temperature refrigerant | coolant flows. The high-temperature refrigerant that flows through the second
この実施の形態では、ブロック体100に貫通穴110が形成してあり、各第2伝熱管102aは、貫通穴110に挿入してある。各第2伝熱管102aは、貫通穴110の少なくとも一部に密着しており、この部分は接合領域120を形成する。第1冷媒パス101を流れる低温冷媒と第2冷媒パス102を流れる高温冷媒とは、接合領域120で熱交換を行うことができる。第2伝熱管102aは、例えば、銅またはステンレス等で構成してあり、水に対する腐食性を有する。第2伝熱管102aを銅またはステンレス等で構成し、その他の構成をアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成することによって、第2冷媒パス102の耐食性を確保しつつ、安価且つ計量な熱交換器を得ることができる。第2冷媒パス102の両端には、第2冷媒パス102に交差する方向に沿って延びる第2入口ヘッダー105および第2出口ヘッダー106を接続してある。
In this embodiment, a through hole 110 is formed in the
図3(b)に示すように、ブロック体100の貫通穴110は、各第2伝熱管102aに密着する第1内周面110aと、第1内周面110aの両側に第1内周面110aよりも大径に形成される第2内周面110bとを有する。第2内周面110bと各第2伝熱管102aとの間には間隙が形成され、当該間隙は、第1冷媒流路1と第2冷媒流路2との熱交換を抑制する断熱部121を構成する。たとえば、第2内周面110bは、ザグリ穴加工等の後工程によって、比較的容易に形成することが可能である。
As shown in FIG.3 (b), the through-hole 110 of the
各第2伝熱管102aは、ブロック体100の貫通穴110に挿入した後に、第1内周面110aに拡管密着させる。たとえば、第2伝熱管102aの直径を8mmにする場合の例を以下に説明する。
第2伝熱管102aの拡管率を3%〜7%としたときに、以下の数式1で表す密着率δ[%]が1〜3%になるときに、接触熱抵抗が低くなり好適である。
When the tube expansion rate of the second heat transfer tube 102a is 3% to 7%, the contact thermal resistance becomes low when the adhesion rate δ [%] expressed by the following
上記の場合において、拡管後の第2伝熱管102aの直径は、約8.24〜8.56mmになる。このときに、第2内周面110bと各第2伝熱管102aとの間に断熱部としての間隙を形成するように、第2内周面110bの内径を設定する。つまり、第2内周面110bの内径は、拡管後の第2伝熱管102aの直径よりも大きく設定する。ここで、間隙の幅は、熱交換器の小型化の要請から、1mm前後が好適である。したがって、上記の第2伝熱管102aの直径が8mmの例では、第2内周面110bの内径は、10.42〜10.56mmである。 In the above case, the diameter of the second heat transfer tube 102a after the expansion is about 8.24 to 8.56 mm. At this time, the inner diameter of the second inner peripheral surface 110b is set so that a gap as a heat insulating portion is formed between the second inner peripheral surface 110b and each second heat transfer tube 102a. That is, the inner diameter of the second inner peripheral surface 110b is set larger than the diameter of the second heat transfer tube 102a after the pipe expansion. Here, the width of the gap is preferably about 1 mm from the request for downsizing of the heat exchanger. Therefore, in the example where the diameter of the second heat transfer tube 102a is 8 mm, the inner diameter of the second inner peripheral surface 110b is 10.42 to 10.56 mm.
次に、この実施の形態に係る熱交換器の動作について説明する。
例えば、気液二相状態の低温冷媒は、第1入口連通穴103aを通り、第1冷媒パス101に供給される。第1冷媒パス101で高温冷媒と熱交換を行った低温冷媒は、第1出口連通穴104aに流出する。
また、水等の高温冷媒は、第2入口ヘッダー105を通り、第2冷媒パス102に供給される。第2冷媒パス102で冷却された高温冷媒は、第2出口ヘッダー106に流出する。
なお、上記の説明では、第1冷媒パス101を流れる低温冷媒と第2冷媒パス102を流れる高温冷媒とが同じ向きに流れる並向流型の熱交換器について説明したが、低温冷媒の流れ方向と高温冷媒の流れ方向とが対向する対向流型の熱交換器であってもよい。
Next, the operation of the heat exchanger according to this embodiment will be described.
For example, the low-temperature refrigerant in the gas-liquid two-phase state is supplied to the first
Further, the high-temperature refrigerant such as water is supplied to the second
In the above description, the parallel flow type heat exchanger in which the low temperature refrigerant flowing in the first
この実施の形態に係る熱交換器8は、第1冷媒パス101と第2冷媒パス102との間に断熱部121を有する。第1入口連通穴103aおよび第2入口ヘッダー105側の断熱部121は、第1入口連通穴103a、第2入口ヘッダー105および乱れ抑制部111よりも、接合領域120側に延びるように形成してあり、第1冷媒パス101と第2冷媒パス102との熱交換を抑制する。このため、この実施の形態に係る熱交換器8では、低温冷媒および高温冷媒の流れに乱れが発生している領域では、断熱部121によって熱交換が抑制されており、低温冷媒および高温冷媒の流れの乱れが低減された領域に、第1冷媒パス101と第2冷媒パス102との熱交換を行う接合領域120を配置してある。さらに、実施の形態2に係る熱交換器8では、第1伝熱路101aと第1入口連通穴103aとの接続部付近には、乱れ抑制部111が形成してあり、流れの乱れの発生を抑制している。その結果、この実施の形態に係る熱交換器8では、流体の流れの乱れによって、流体が局所的に過度に冷却されて、流路内で流体が凍結する問題が解決されている。なお、図3(b)に示すように、断熱部121は、低温冷媒および高温冷媒が流れる方向に沿って、接合領域120の両側に形成してあってもよい。
The
次に、流体の流れの乱れが発生した位置からの距離と流路の径と伝熱特性の増大率との関係の一例について、図3(b)に示す例を用いて説明する。たとえば、図3(b)の例では、第2入口ヘッダー105から第2冷媒パス102に流入した高温冷媒は、第2入口ヘッダー105と第2冷媒パス102との連通部で、その向きおよび速度が変化すること等によってその流れに乱れが発生する。この高温冷媒の流れの乱れは、高温冷媒が第2冷媒パス102を第2出口ヘッダー106側に進行するとともに減衰して発達した流れになる。このときに、流れに乱れが発生した未発達流れは、流れの乱れが減衰した発達流れと比較して、壁面側の境界層が薄く伝熱特性が増大している。この伝熱特性の増大率εの変化は、水などの単相流の場合は、以下の数式2で示される。
図5は、x/dを横軸に、εを縦軸に示したグラフである。図5に示すように、流体の流れの乱れが発生した位置からの距離xの増加に伴い、伝熱特性の増大率εは急激に減衰して安定する。具体的には、x/dが1以上になると、増大率εが小さくなり、さらにその変化率も小さくなり安定的である。したがって、図3(b)に示す例では、例えば、第1入口連通穴103aからの距離xが第2冷媒パス102の内径dと等しくなるように、断熱部121(ザグリ加工部)の長さを決定する。より好適には、距離xは2d以上であり、さらに好適には、距離xは3d以上である。ただし、距離xを長く構成することによって、伝熱特性の低下の影響が大きくなり、熱交換器が大型化する問題がある。したがって、断熱部の距離xの長さは、上記の数式2および図5を利用して、適宜定められる。
FIG. 5 is a graph showing x / d on the horizontal axis and ε on the vertical axis. As shown in FIG. 5, as the distance x from the position where the fluid flow turbulence is increased, the rate of increase ε of the heat transfer characteristics is rapidly attenuated and stabilized. Specifically, when x / d is 1 or more, the increase rate ε decreases, and the change rate also decreases, which is stable. Therefore, in the example shown in FIG. 3B, for example, the length of the heat insulating portion 121 (the counterbore processing portion) is set so that the distance x from the first inlet communication hole 103a is equal to the inner diameter d of the second
なお、上記の説明では、図3(b)に示すように、第2内周面110bと第2伝熱管102aの外周面との間に、間隙を形成することによって断熱部121を構成したが、図4に示すように、第1冷媒パス101と第2冷媒パス102との間に、スリットを形成することによって断熱部121aを構成してもよい。また、スリットおよび間隙の双方を備える構成であってもよい。
In the above description, as shown in FIG. 3B, the heat insulating portion 121 is configured by forming a gap between the second inner peripheral surface 110b and the outer peripheral surface of the second heat transfer tube 102a. As shown in FIG. 4, the heat insulating portion 121 a may be configured by forming a slit between the first
この発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々に改変することができる。すなわち、上記の実施の形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施の形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. That is, the configuration of the above embodiment may be improved as appropriate, or at least a part of the configuration may be replaced with another configuration. Further, the configuration requirements that are not particularly limited with respect to the arrangement are not limited to the arrangement disclosed in the embodiment, and can be arranged at a position where the function can be achieved.
たとえば、上記の実施の形態では、断熱部を間隙等の空間によって構成したが、当該空間に周囲雰囲気よりも熱伝導率が低い樹脂等の断熱材を配置してもよい。 For example, in the above embodiment, the heat insulating portion is configured by a space such as a gap, but a heat insulating material such as a resin having a lower thermal conductivity than the surrounding atmosphere may be disposed in the space.
また、流路の断面形状は、矩形または円形に限定されず、所望の熱交換効率および耐圧性能に応じて適宜変更することができる。また、高温流体が流れる流路と低温流体が流れる流路とは、形状および数量が同じであってもよく、または、形状および数量が異なってもよい。これらは、熱交換器の動作条件、冷媒の熱および流動物性値にあわせて、適宜設定可能である。 Further, the cross-sectional shape of the flow path is not limited to a rectangle or a circle, and can be appropriately changed according to desired heat exchange efficiency and pressure resistance performance. Further, the flow path through which the high-temperature fluid flows and the flow path through which the low-temperature fluid flows may have the same shape and quantity, or may have different shapes and quantities. These can be set as appropriate in accordance with the operating conditions of the heat exchanger, the heat of the refrigerant, and the fluid property values.
また、伝熱を促進させるために、流路内面に溝を形成してもよい。たとえば、押し出しおよび引き抜き成形時に、溝を同時に加工することによって、製造簡素化を図ることができる。 Further, a groove may be formed on the inner surface of the flow path in order to promote heat transfer. For example, manufacturing simplification can be achieved by simultaneously processing the grooves during extrusion and pultrusion.
1 第1冷媒流路、1a 第1伝熱路、2 第2冷媒流路、2F 凍結部、2L 直線部、2R 曲がり部、2a 第2伝熱路、3 第1入口ヘッダー、4 第1出口ヘッダー、5 第2入口ヘッダー、6 第2出口ヘッダー、8 熱交換器、20 接合部、21 断熱部、100 ブロック体、101 第1冷媒パス、101a 第1伝熱路、102 第2冷媒パス、102a 第2伝熱管、103 第1入口接続管、103a 第1入口連通穴、104 第1出口接続管、104a 第1出口連通穴、105 第2入口ヘッダー、106 第2出口ヘッダー、110 貫通穴、110a 第1内周面、110b 第2内周面、111 乱れ抑制部、120 接合領域、121 断熱部、121a 断熱部。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記第1流体と熱交換を行う第2流体が、前記第1冷媒流路に沿って流れる第2冷媒流路と、
前記第1冷媒流路の両端に接続された第1入口ヘッダーおよび第1出口ヘッダーと、
前記第2冷媒流路の両端に接続された第2入口ヘッダーおよび第2出口ヘッダーと、
前記第1冷媒流路と前記第2冷媒流路との端部において、それらの流路の間に配置され、前記第1流体と前記第2流体との熱交換を抑制する断熱部と、を有することを特徴とする熱交換器。 A first refrigerant flow path in which the first fluid flows along the first axial direction;
A second refrigerant flow path in which the second fluid that exchanges heat with the first fluid flows along the first refrigerant flow path;
A first inlet header and a first outlet header connected to both ends of the first refrigerant flow path;
A second inlet header and a second outlet header connected to both ends of the second refrigerant flow path;
A heat insulating portion disposed between the first refrigerant flow path and the second refrigerant flow path to suppress heat exchange between the first fluid and the second fluid; A heat exchanger, comprising:
前記第2冷媒流路は、前記第1冷媒流路に平行な層に並列に配置した複数の貫通穴で構成されたことを特徴とする請求項1記載の熱交換器。 The first refrigerant flow path is composed of a plurality of through holes arranged in parallel along a second axial direction intersecting the first axial direction,
2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the second refrigerant flow path includes a plurality of through holes arranged in parallel in a layer parallel to the first refrigerant flow path.
前記断熱部は、前記曲がり部よりも前記直線部側に延びて形成してあることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の熱交換器。 The second refrigerant flow path includes a straight portion extending along the first axial direction, and bent portions formed on both sides of the straight portion,
5. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat insulating portion is formed to extend toward the straight portion from the bent portion.
前記管は、水に対する耐食性を有する材質で構成したことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の熱交換器。 The second refrigerant flow path is configured by a tube that is inserted into a block body through hole formed in the block body and is in close contact with the block body through hole,
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 7, wherein the pipe is made of a material having corrosion resistance to water.
前記断熱部は、前記第2冷媒流路と前記第2内周面との間に形成された間隙であることを特徴とする請求項8または請求項9に記載の熱交換器。 The block body through-hole has a second inner peripheral surface formed with a larger diameter than the first inner peripheral surface that contacts the second refrigerant flow path,
The heat exchanger according to claim 8 or 9, wherein the heat insulating portion is a gap formed between the second refrigerant flow path and the second inner peripheral surface.
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