JP4264222B2

JP4264222B2 - Heat exchanger and air conditioner

Info

Publication number: JP4264222B2
Application number: JP2002129900A
Authority: JP
Inventors: 康修上坊寺
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-05-01
Filing date: 2002-05-01
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2022-05-01
Also published as: JP2003322432A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器及びその熱交換器を備えた空気調和装置に関し、特に蒸発器としての熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の熱交換器としては、特に車両用の空気調和装置に使用されるものとして、図８に示す熱交換器１０が知られている。
図８に示す熱交換器１０は、導入側タンク部１１と、排出側タンク部１２と、導入側タンク部１１と排出側タンク部１２とを接続する複数の冷媒配管１３とから構成されている。また、冷媒と熱交換する外部流体が、冷媒配管１３の外側を冷媒配管１３の長手方向に対して略直交方向に通過するように構成されている。
【０００３】
上記の構成からなる熱交換器１０においては、液冷媒は、導入側タンク部１１から流入し、冷媒配管１３を下側から上側へ向かって流れる。液冷媒は、冷媒配管１３を流れる際に、空気（外部流体）との熱交換により空気の熱を吸収して蒸発、気化する。気化した冷媒は、排出側タンク部１２を通り、熱交換器１０から流出する。
【０００４】
ここで、冷媒配管１３内の液冷媒と気化冷媒との混在領域では、外部流体から吸収した熱は、液冷媒の気化に使われ、液冷媒と気化冷媒の温度は一定に保たれる。気化冷媒のみの領域（過熱ガス域）では、外部流体から吸収した熱は、気化冷媒温度上昇に使われる。液冷媒と気化冷媒の混在領域を通過する外部流体は、冷媒の温度が一定に保たれているため、熱交換により所定の温度まで冷却されるが、過熱ガス域を通過する外部流体は、冷媒の温度が上昇しているため、十分な熱交換がされず、所定の温度まで冷却されない状態、つまり温度が高いままで流出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の熱交換器においては、冷媒配管の熱交換面積に対する過熱ガス域の面積の比率が大きく、したがって、過熱ガス域を通過する温度が高い空気の比率が高く、温度分布のムラが大きくなり、快適な空調には使いにくいという問題があった。
【０００６】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、温度分布のムラが小さく快適な空調に使い易い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】
本発明の熱交換器では、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１にかかる発明は、液冷媒が流入する導入側タンク部と、気化冷媒のみになった過熱気化冷媒が流れ出る排出側タンク部と、該導入側、排出側の２つのタンク部間に配設されて両者を接続する冷媒配管とを備え、前記導入側タンク部に導入した冷媒を、前記冷媒配管を通じて下側から上側へ向かって流して前記排出側タンク部に導いて排出する過程で、前記冷媒配管の長手方向に略直交する方向に、前記冷媒配管の外面に接触するように外部流体を流し、該外部流体と前記冷媒配管を流れる前記冷媒との間で熱交換させて、該冷媒を蒸発、気化させて気化冷媒のみの前記過熱気化冷媒とする熱交換器において、前記冷媒配管に、前記過熱気化冷媒の流れる方向を、前記外部流体の流れる方向と略平行となるように規制する第一の規制部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この発明にかかる熱交換器によれば、第一の規制部により、過熱した気化冷媒の流れの向きが、前記外部流体と平行となるため、外部流体の上流側または下流側から見たときの、冷媒配管の熱交換面積に対する過熱ガス域の面積の比率が小さくなる。このため、過熱ガス域を通過する外部流体の比率が小さくなり、熱交換器を通過する外部流体の温度ムラが小さくなる。
【０００９】
請求項２にかかる発明は、請求項1記載の熱交換器において、冷媒配管の内部に、外部流体と冷媒との熱交換面積を拡大させる熱交換面積拡大手段が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この発明にかかる熱交換器によれば、冷媒配管の内部に設けられた熱交換面積拡大手段により、外部流体と冷媒との熱交換面の面積が拡大し、同じ時間内での熱交換量が増加し、または、より短時間で同じ熱量を交換できる。これにより熱交換能力の劣る領域（例えば過熱ガス域）の熱交換を補うことができるため、熱交換器を通過する外部流体の温度ムラが小さくなる。
【００１１】
請求項３にかかる発明は、請求項１記載の熱交換器において、冷媒配管には、冷媒配管内部の冷媒の流れを乱れさせるよう構成された、冷媒流れかく乱手段が備えられることを特徴とする。
【００１２】
この発明にかかる熱交換器によれば、冷媒流れかく乱手段により、冷媒配管内の冷媒流れが乱され、冷媒流れ内部の熱伝達が促進され、同じ時間内での熱交換量が増加し、または、より短時間で同じ熱量を交換できる。これにより熱交換能力の劣る領域、例えば過熱ガス域、の熱交換を補うことができるため、熱交換器を通過する外部流体の温度ムラが小さくなる。
【００１３】
請求項４にかかる発明は、請求項１記載の熱交換器において、冷媒配管の長手方向のほぼ中央に、冷媒の流れを蛇行させる第二の規制部が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
この発明にかかる熱交換器によれば、第二の規制部により、冷媒の流れは冷媒配管内を蛇行し、冷媒配管内で冷媒が外部流体の上流側または下流側に偏ることがなく、ひいては過熱ガス域の面積が拡大するのを防げ、このため、熱交換器を通過する外部流体の温度ムラが小さくなる。
【００１５】
請求項５にかかる発明は、請求項１から４のいずれかに記載の熱交換器において、導入側タンク部、排出側タンク部および冷媒配管を、冷媒配管の長手方向に二分される同一形状の２つの分割体として構成したことを特徴とする。
【００１６】
この発明にかかる熱交換器によれば、導入側タンク部、排出側タンク部および冷媒配管を、同一形状の２つの分割体として構成するため、組み立て工程を減らせる。また、部品の種類が１種類であることから、例えば、プレス形成の型費用などの、生産時の設備投資費用が抑えられ、コスト低減効果が大きくなる。
【００１７】
請求項６にかかる発明は、請求項５記載の熱交換器において、２つの分割体を展開し一部をつなぎ合わせて一体に形成し、つなぎ合わせた部分を折り曲げることで２つの分割体を重ね合わせることを特徴とする。
【００１８】
この発明にかかる熱交換器によれば、導入側タンク部、排出側タンク部および冷媒配管を、２つの分割体の一部をつなぎ合わせて一体に形成し、つなぎ合わせた部分を折り曲げて重ね合わせて構成するため、組み立て工程を減らせる。部品の種類が１種類であることから、例えば、プレス形成の型費用などの、生産時の設備投資費用が抑えられ、コスト低減効果が大きくなる。
【００１９】
請求項７にかかる発明は、請求項１に記載の熱交換器において、導入側タンク部、排出側タンク部を中空体から構成し、冷媒配管を、冷媒配管の長手方向に二分される同一形状の２つの配管分割体として構成したことを特徴とする。
【００２０】
この発明にかかる熱交換器によれば、導入側タンク部、排出側タンク部は中空体から構成されるため、導入側タンク部および排出側タンク部の肉厚の確保が容易になる。また、２つの配管分割体の形成も、導入側、排出側の２つのタンク部が別部品となるため、例えば、深絞り加工などの導入側、排出側の２つのタンク部形成工程が不要となり、製作が容易になる。
【００２１】
請求項８にかかる発明は、請求項１から７のいずれかに記載の熱交換器を備えることを特徴とする空気調和装置。
【００２２】
この発明にかかる空気調和装置によれば、熱交換器の冷媒配管の熱交換面積に対する過熱ガス域の面積が狭く、過熱ガス域を通過する外部流体の比率を小さくすることができ、熱交換器を通過する外部流体の温度ムラが小さくなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明における熱交換器の第１の実施形態の分解斜視図である。図１において熱交換器１００は、導入側タンク部１０１と、排出側タンク部１０２と、導入側タンク部１０１と排出側タンク部１０２とを接続する複数の冷媒配管１０３とから構成され、かつ、これら導入側タンク部１０１と排出側タンク部１０２と冷媒配管１０３とを内部に形成された熱交換セグメント１１０を複数接続・積層されたものとしても構成される。熱交換セグメント１１０は、プレス形成された分割体１１１、１１２を重ね合わせて構成され、導入側タンク部１０１が、熱交換セグメント１１０の下部に形成され、排出側タンク部１０２が、熱交換セグメント１１０の上部に形成され、冷媒配管１０３が、導入側タンク部１０１と排出側タンク部１０２との間に形成されている。また、排出側タンク部１０２と冷媒配管１０３との間に、第一壁部（第一の規制部）１１３が、分割体１１１の長手方向に略直交方向で、分割体１１１、１１２を重ね合わせたときに、冷媒配管１０３を塞ぐように設けられ、第一壁部１１３の空気の下流側に、第一開口部１１４が設けられている。冷媒配管１０３の第一壁部１１３より中央側に、第二壁部（第一の規制部）１１５が、分割体１１１の長手方向に略直交方向で、分割体１１１、１１２を重ね合わせたときに、冷媒配管１０３を塞ぐように設けられ、第二壁部１１５の空気の上流側に、第二開口部１１６が設けられている。導入側タンク部１０１に、導入側タンク開口部１１７が設けられ、排出側タンク部１０２に、排出側タンク開口部１１８が設けられている。
【００２４】
上記の構成からなる熱交換器１００においては、図１に示すように、液冷媒は、導入側タンク開口部１１７から導入側タンク部１０１に流入し、冷媒配管１０３を下側から上側へ向かって流れる。液冷媒は、冷媒配管１０３流れる際に、空気との熱交換により空気の熱を吸収して蒸発、気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、第二開口部１１６から第一壁部１１３と第二壁部１１５との間に流れ、空気と平行に流れ、第一開口部１１４から排出側タンク部１０２を通り排出側タンク開口部１１８から流れ出る。さらに、冷媒と熱交換する空気（外部流体）が、分割体１１１と分割体１１２との外側を、熱交換セグメント１１０の長手方向に対して略直交方向に通過するようにされている。
【００２５】
上記の構成からなる熱交換器１００においては、冷媒配管１０３内の過熱ガス域は、第一壁部１１３と第二壁部１１５との間の冷媒が空気と平行に流れる部分にあたり、空気の上流側または下流側から見たときの、冷媒配管１０３の熱交換面積に対する過熱ガス域の面積の比率が小さくなる。このため、過熱ガス域を通過する空気の比率が小さくなり、したがって、熱交換器を通過する空気の温度ムラが小さくなり、快適な空調に使いやすくなる。
【００２６】
図２はこの発明における熱交換器の第２の実施形態の分解斜視図である。図２において、熱交換器２００は、熱交換セグメント２１０を複数接続・積層されて構成される。熱交換セグメント２１０は、この基本的構成は、図１に示すものと同一であり、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図２において、熱交換セグメント２１０の導入側タンク部１０１と冷媒配管１０３との間に、第三壁部２１１が、分割体１１１の長手方向に略直交方向で、分割体１１１、１１２を重ね合わせたときに、冷媒配管１０３を塞ぐように設けられ、第三開口部２１２が、第三壁部２１１の空気の下流側に設けられている。冷媒配管１０３の第三壁部２１１より中央側に、第四壁部２１３が、分割体１１１の長手方向に略直交方向で、分割体１１１、１１２を重ね合わせたときに、冷媒配管１０３を塞ぐように設けられ、第四開口部２１４が、第四壁部２１３の空気の上流側に設けられている。
【００２７】
上記の構成からなる熱交換器２００においては、図２に示すように、液冷媒は、導入側タンク開口部１１７から導入側タンク部１０１に流入し、第三開口部２１２から第三壁部２１１と第四壁部２１３との間に流れ、空気と平行に流れ、第四開口部２１４から冷媒配管１０３に流れ、冷媒配管１０３を下側から上側へ向かって流れる。液冷媒は、第三壁部２１１と第四壁部２１３との間と冷媒配管１０３とを流れる際に、空気との熱交換により空気の熱を吸収して蒸発、気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、第二開口部１１６から第一壁部１１３と第二壁部１１５との間に流れ、空気と平行に流れ、第一開口部１１４から排出側タンク部１０２を通り排出側タンク開口部１１８から流れ出る。さらに、冷媒と熱交換する空気（外部流体）が、分割体１１１と分割体１１２との外側を、熱交換セグメント２１０の長手方向に対して略直交方向に通過するようにされている。
【００２８】
上記の構成からなる熱交換器２００においては、冷媒配管１０３内の過熱ガス域は、第一壁部１１３と第二壁部１１５との間の冷媒が空気と平行に流れる部分にあたり、空気の上流側または下流側から見たときの、冷媒配管１０３の熱交換面積に対する過熱ガス域の面積の比率が小さくなる。このため、過熱ガス域を通過する空気の比率が小さくなり、したがって、熱交換器を通過する空気の温度ムラが小さくなり、快適な空調に使いやすくなる。さらに、熱交換セグメント２１０は、同一形状の２つの分割体１１１、１１２から構成されているため、組み立て工程の増加が防止できる。また、部品の種類が１種類であることから、例えば、プレス形成の型が１種類で済み、設備投資費用を抑えることができるため、コスト低減効果が大きくなって、生産性の面からも快適な空調に使いやすくなる。
【００２９】
図３はこの発明における熱交換器の第３の実施形態の分解斜視図である。図３において、熱交換器３００は、熱交換セグメント３１０を複数接続・積層されて構成される。熱交換セグメント３１０は、この基本的構成は、図２に示すものと同一であり、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図３において、熱交換セグメント３１０の冷媒配管１０３の略中央に、第五壁部（第二規制部）３１１が、分割体１１１の長手方向に略直交方向で、分割体１１１、１１２を重ね合わせたときに、冷媒配管１０３を塞ぐように設けられ、第五開口部３１２が、第五壁部３１１の空気下流側に設けられている。
【００３０】
上記の構成からなる熱交換器３００においては、図３に示すように、液冷媒は、導入側タンク開口部１１７から導入側タンク部１０１に流入し、第三開口部２１２から第三壁部２１１と第四壁部２１３との間に流れ、空気と平行に流れ、第四開口部２１４から冷媒配管１０３に流れ、冷媒配管１０３を第四開口部２１４から第五開口部３１２へ、第五開口部３１２から第二開口部１１６へと、下側から上側へ向かって流れる。液冷媒は、第三壁部２１１と第四壁部２１３との間と冷媒配管１０３とを流れる際に、空気との熱交換により空気の熱を吸収して蒸発、気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、第二開口部１１６から第一壁部１１３と第二壁部１１５との間に流れ、空気と平行に流れ、第一開口部１１４から排出側タンク部１０２を通り排出側タンク開口部１１８から流れ出る。さらに、冷媒と熱交換する空気（外部流体）が、分割体１１１と分割体１１２との外側を、熱交換セグメント３１０の長手方向に対して略直交方向に通過するようにされている。
【００３１】
上記の構成からなる熱交換器３００においては、冷媒配管１０３内の過熱ガス域は、第一壁部１１３と第二壁部１１５との間の冷媒が空気と平行に流れる部分にあたり、空気の上流側または下流側から見たときの、冷媒配管１０３の熱交換面積に対する過熱ガス域の面積の比率が小さくなる。このため、過熱ガス域を通過する空気の比率が小さくなり、したがって、熱交換器を通過する空気の温度ムラが小さくなる。さらに、第五壁部３１１により、冷媒の流れは冷媒配管１０３内を蛇行し、冷媒配管１０３内で冷媒が空気の上流側または下流側に偏ることが防がれ、ひいては過熱ガス域の面積が拡大するのを防ぐことができる。このため、熱交換器を通過する空気の温度ムラが小さくなり、快適な空調に使いやすくなる。また、熱交換セグメント３１０は、同一形状の２つの分割体１１１、１１２から構成されているため、組み立て工程の増加が防止できる。また、部品の種類が１種類であることから、例えば、プレス形成の型が１種類で済み、設備投資費用を抑えることができるため、コスト低減効果が大きくなって、生産性の面からも快適な空調に使いやすくなる。
【００３２】
図４はこの発明における熱交換器の第４の実施形態の分解斜視図である。図４において、熱交換器４００は、熱交換セグメント４１０を複数接続・積層されて構成される。熱交換セグメント４１０は、この基本的構成は、図２に示すものと同一であり、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図４において、熱交換セグメント４１０の冷媒配管１０３内に、波形断面を有したインナーフィン（熱交換面積拡大手段）４１１が、その稜線および谷線が熱交換セグメント４１０の長手方向と略平行となるように配置されている。
【００３３】
上記の構成からなる熱交換器４００においては、図４に示すように、液冷媒は、導入側タンク開口部１１７から導入側タンク部１０１に流入し、第三開口部２１２から第三壁部２１１と第四壁部２１３との間に流れ、空気と平行に流れ、第四開口部２１４から冷媒配管１０３に流れ、冷媒配管１０３を下側から上側へ向かって流れる。液冷媒は、冷媒配管１０３を流れる際に、インナーフィン４１１を介して空気と熱交換を行い、空気の熱を吸収して蒸発、気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、第二開口部１１６から第一壁部１１３と第二壁部１１５との間に流れ、空気と平行に流れ、第一開口部１１４から排出側タンク部１０２を通り排出側タンク開口部１１８から流れ出る。さらに、冷媒と熱交換する空気（外部流体）が、分割体１１１と分割体１１２との外側を、熱交換セグメント４１０の長手方向に対して略直交方向に通過するようにされている。
【００３４】
上記の構成からなる熱交換器４００においては、冷媒配管１０３内の過熱ガス域は、第一壁部１１３と第二壁部１１５との間の冷媒が空気と平行に流れる部分にあたり、空気の上流側または下流側から見たときの、冷媒配管の熱交換面積に対する過熱ガス域の面積の比率が小さくなる。このため、過熱ガス域を通過する空気の比率が小さくなり、したがって、熱交換器を通過する空気の温度ムラが小さくなる。さらに、冷媒配管１０３の内部に設けられたインナーフィン４１１により、空気と冷媒との熱交換面の面積が拡大し、同じ時間内での熱交換量が増加し、または、より短時間で同じ熱量を交換できる。これにより熱交換能力の劣る領域、例えば過熱ガス域、の熱交換を補うことができるため、熱交換器を通過する空気の温度ムラが小さくなり、快適な空調に使いやすくなる。また、熱交換セグメント４１０は、同一形状の２つの分割体１１１、１１２から構成されているため、組み立て工程の増加が防止できる。また、部品の種類が１種類であることから、例えば、プレス形成の型が１種類で済み、設備投資費用を抑えることができるため、コスト低減効果が大きくなって、生産性の面からも快適な空調に使いやすくなる。
【００３５】
図５はこの発明における熱交換器の第５の実施形態の分解斜視図である。図５において、熱交換器５００は、熱交換セグメント５１０を複数接続・積層されて構成される。熱交換セグメント５１０は、この基本的構成は、図２に示すものと同一であり、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図５において、熱交換セグメント５１０の冷媒配管１０３に、冷媒配管１０３内に向かって突起（冷媒流れかく乱手段）５１１が、複数個、例えば４個、分割体１１１、１１２にそれぞれ膨出して形成されている。これら４個の突起５１１は、いずれも同一の形状、例えば図５に示すような円錐台形形状を有している。
【００３６】
上記の構成からなる熱交換器５００においては、図５に示すように、液冷媒は、導入側タンク開口部１１７から導入側タンク部１０１に流入し、第三開口部２１２から第三壁部２１１と第四壁部２１３との間に流れ、空気と平行に流れ、第四開口部２１４から冷媒配管１０３に流れ、冷媒配管１０３を下側から上側へ向かって流れる。液冷媒は、冷媒配管１０３を流れる際に、突起５１１によって流れを乱され、空気との熱交換を行い、空気の熱を吸収して蒸発、気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、第二開口部１１６から第一壁部１１３と第二壁部１１５との間に流れ、空気と平行に流れ、第一開口部１１４から排出側タンク部１０２を通り排出側タンク開口部１１８から流れ出る。さらに、冷媒と熱交換する空気（外部流体）が、分割体１１１と分割体１１２との外側を、熱交換セグメント５１０の長手方向に対して略直交方向に通過するようにされている。
【００３７】
上記の構成からなる熱交換器５００においては、冷媒配管１０３内の過熱ガス域は、第一壁部１１３と第二壁部１１５との間の冷媒が空気と平行に流れる部分にあたり、空気の上流側または下流側から見たときの、冷媒配管の熱交換面積に対する過熱ガス域の面積の比率が小さくなる。このため、過熱ガス域を通過する空気の比率が小さくなり、したがって、熱交換器を通過する空気の温度ムラが小さくなる。さらに、突起５１１により、冷媒配管１０３内の冷媒流れが乱され、冷媒流れ内部の熱伝達が促進され、同じ時間内での熱交換量が増加し、または、より短時間で同じ熱量を交換できる。これにより熱交換能力の劣る領域、例えば過熱ガス域、の熱交換を補うことができるため、熱交換器を通過する空気の温度ムラが小さくなり、快適な空調にさらに使いやすくなる。また、熱交換セグメント５１０は、同一形状の２つの分割体１１１、１１２から構成されているため、組み立て工程の増加が防止できる。また、部品の種類が１種類であることから、例えば、プレス形成の型が１種類で済み、設備投資費用を抑えることができるため、コスト低減効果が大きくなって、生産性の面からも快適な空調に使いやすくなる。
【００３８】
図６はこの発明における熱交換器の第６の実施形態の要部展開図である。図６において、熱交換器６００は、熱交換セグメント６１０を複数接続・積層されて構成される。熱交換セグメント６１０は、この基本的構成は、図２に示すものと同一であり、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図６において、熱交換セグメント６１０は、プレス形成された第二の分割体（分割体）６１１を折り曲げ中心６１２から折り曲げ、重ね合わせて構成されている。
【００３９】
上記の構成からなる熱交換器６００においては、液冷媒は、導入側タンク開口部１１７から導入側タンク部１０１に流入し、第三開口部２１２から第三壁部２１１と第四壁部２１３との間に流れ、空気と平行に流れ、第四開口部２１４から冷媒配管１０３に流れ、冷媒配管１０３を下側から上側へ向かって流れる。液冷媒は、冷媒配管１０３を流れる際に、空気との熱交換を行い、空気の熱を吸収して蒸発、気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、第二開口部１１６から第一壁部１１３と第二壁部１１５との間に流れ、空気と平行に流れ、第一開口部１１４から排出側タンク部１０２を通り排出側タンク開口部１１８から流れ出る。さらに、冷媒と熱交換する空気（外部流体）が、第二の分割体６１１を折り曲げ中心６１２から折り曲げたものの外側を、熱交換セグメント６１０の長手方向に対して略直交方向に通過するようにされている。
【００４０】
上記の構成からなる熱交換器６００においては、冷媒配管１０３内の過熱ガス域は、第一壁部１１３と第二壁部１１５との間の冷媒が空気と平行に流れる部分にあたり、空気の上流側または下流側から見たときの、冷媒配管の熱交換面積に対する過熱ガス域の面積の比率が小さくなる。このため、過熱ガス域を通過する空気の比率が小さくなり、したがって、熱交換器を通過する空気の温度ムラが小さくなり、快適な空調に使いやすくなる。さらに、第二の分割体６１１を折り曲げ中心６１２から折り曲げ、重ね合わせて構成されているため、組み立て工程の増加が防止でき、部品の種類が１種類であることから、例えば、プレス形成の型が１種類で済み、設備投資費用を抑えることができるため、コスト低減効果が大きくなり、生産性の面からも快適な空調に使いやすくなる。
【００４１】
図７はこの発明における熱交換器の第７の実施形態の要部分解斜視図である。図７において、熱交換器７００は、熱交換セグメント７１０を複数接続・積層されて構成される。熱交換セグメント７１０は、この基本的構成は、図２に示すものと同一であり、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図７において、熱交換セグメント７１０は、導入側タンク部１０１となる中空円筒（中空体）７１１と、排出側タンク部１０２となる中空円筒（中空体）７１２と、冷媒配管１０３となるプレス形成された配管分割体７１３、７１４の重ね合わせとで構成されている。
【００４２】
上記の構成からなる熱交換器７００においては、図７に示すように、液冷媒は、導入側タンク開口部１１７から導入側タンク部１０１に流入し、第三開口部２１２から第三壁部２１１と第四壁部２１３との間に流れ、空気と平行に流れ、第四開口部２１４から冷媒配管１０３に流れ、冷媒配管１０３を下側から上側へ向かって流れる。液冷媒は、冷媒配管１０３を流れる際に、空気との熱交換を行い、空気の熱を吸収して蒸発、気化する。気化冷媒のみになった過熱気化冷媒は、第二開口部１１６から第一壁部１１３と第二壁部１１５との間に流れ、空気と平行に流れ、第一開口部１１４から排出側タンク部１０２を通り排出側タンク開口部１１８から流れ出る。
【００４３】
上記の構成からなる熱交換器７００においては、冷媒配管１０３内の過熱ガス域は、第一壁部１１３と第二壁部１１５との間の冷媒が空気と平行に流れる部分にあたり、空気の上流側または下流側から見たときの、冷媒配管の熱交換面積に対する過熱ガス域の面積の比率が小さくなる。このため、過熱ガス域を通過する空気の比率が小さくなり、したがって、熱交換器を通過する空気の温度ムラが小さくなり、快適な空調に使いやすくなる。さらに、導入側タンク部１０１に中空円筒７１１と、排出側タンク部１０２に中空円筒７１２とを用いているため、導入側タンク部１０１と排出側タンク部１０２とが肉厚不足になる可能性を解消することができ、２つの配管分割体７１３、７１４の形成も、排出側、導入側の２つのタンク部１０１、１０２が別部品となるため、深絞り加工等の該排出側、導入側の２つのタンク部１０１、１０２形成工程が不要となり、製作が容易になって、快適な空調に使いやすくなる。
【００４４】
なお、上記の実施の形態においては、熱交換セグメントの間にコルゲートフィンが挟まれていないものに適応して説明したが、この熱交換セグメントの間にコルゲートフィンが挟まれていないものに限られることなく、熱交換セグメントの間にコルゲートフィンが挟まれているものに適応することができるものである。
【００４５】
また、上記の実施の形態においては、第一開口部１１４を空気の下流側に、第二開口部１１６を空気の上流側に、第三の開口部２１２を空気の下流側に、第四開口部２１４を空気の上流側に、第五開口部３１２を空気の下流側に設けるものについて説明したが、各開口部の設けられる位置は、上記の位置に限られることなく、第一開口部１１４を空気の上流側に、第二開口部１１６を空気の下流側に、第三開口部２１２を空気の上流側に、第四開口部２１４を空気の下流側に、第五開口部３１２を空気の上流側に設けたものにも適応できるものである。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、第一の規制部により、過熱した気化冷媒の流れの向きが、前記外部流体と平行となるため、外部流体の上流側または下流側から見たときの、冷媒配管の熱交換面積に対する過熱ガス域の面積の比率が小さくなる。このため、過熱ガス域を通過する外部流体の比率が小さくなり、したがって、熱交換器を通過する外部流体の温度ムラが小さくなり、快適な空調に使いやすくなるという効果を奏する。
【００４７】
請求項２に係る発明によれば、冷媒配管の内部に設けられた熱交換面積拡大手段により、外部流体と冷媒との熱交換面の面積が拡大し、同じ時間内での熱交換量が増加し、または、より短時間で同じ熱量を交換できる。これにより熱交換能力の劣る領域、例えば過熱ガス域、の熱交換を補うことができるため、熱交換器を通過する外部流体の温度ムラが小さくなり、快適な空調に使いやすくなるという効果を奏する。
【００４８】
請求項３に係る発明によれば、冷媒流れかく乱手段により、冷媒配管内の冷媒流れが乱され、冷媒流れ内部の熱伝達が促進され、同じ時間内での熱交換量が増加し、または、より短時間で同じ熱量を交換できる。これにより熱交換能力の劣る領域、例えば過熱ガス域、の熱交換を補うことができるため、熱交換器を通過する外部流体の温度ムラが小さくなり、快適な空調にさらに使いやすくなるという効果を奏する。
【００４９】
請求項４に係る発明によれば、第二の規制部により、冷媒の流れは冷媒配管内を蛇行し、冷媒配管内で冷媒が外部流体の上流側または下流側に偏ることが防がれ、ひいては過熱ガス域の面積が拡大するのを防ぐことができ、快適な空調にさらに使いやすくなるという効果を奏する。
【００５０】
請求項５に係る発明によれば、導入側タンク部、排出側タンク部および冷媒配管を、同一形状の２つの分割体として構成するため、組み立て工程の増加が防止できる。また、部品の種類が１種類であることから、例えば、プレス形成の型費用などの、生産時の設備投資費用を抑えることができるため、コスト低減効果が大きくなり、製作製の面からも、快適な空調に使いやすくなるという効果を奏する。
【００５１】
請求項６に係る発明によれば、導入側タンク部、排出側タンク部および冷媒配管を、２つの分割体の一部をつなぎ合わせて一体に形成し、つなぎ合わせた部分を折り曲げて重ね合わせて構成するため、組み立て工程の増加が防止でき、部品の種類が１種類であることから、例えば、プレス形成の型費用などの、生産時の設備投資費用を抑えることができるため、コスト低減効果が大きくなり、製作性の面からも、快適な空調にさらに使いやすくなるという効果を奏する。
【００５２】
請求項７に係る発明によれば、導入側タンク部、排出側タンク部は中空体から構成されるため、導入側タンク部および排出側タンク部の肉厚の確保が容易になる。また、２つの配管分割体の形成も、導入側、排出側の２つのタンク部が別部品となるため、例えば、深絞り加工などの導入側、排出側の２つのタンク部形成工程が不要となり、製作が容易になって、製作性の面からも、快適な空調にさらに使いやすくなるという効果を奏する。
【００５３】
請求項８に係る発明によれば、熱交換器の冷媒配管の熱交換面積に対する過熱ガス域の面積が狭く、過熱ガス域を通過する外部流体の比率を小さくすることができ、熱交換器を通過する外部流体の温度ムラが小さくなるため、快適な空調を実現する空気調和装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱交換器の一実施形態を示す図であって、この熱交換器の分解斜視図である。
【図２】本発明による熱交換器の別の実施形態を示す図であって、この熱交換器の分解斜視図である。
【図３】本発明による熱交換器のさらに別の実施形態を示す図であって、この熱交換器の分解斜視図である。
【図４】本発明による熱交換器のさらに別の実施形態を示す図であって、この熱交換器の分解斜視図である。
【図５】本発明による熱交換器のさらに別の実施形態を示す図であって、この熱交換器の分解斜視図である。
【図６】本発明による熱交換器のさらに別の実施形態を示す図であって、この熱交換器を要部展開図である。
【図７】本発明による熱交換器のさらに別の実施形態を示す図であって、この熱交換器の要部分解斜視図である。
【図８】従来の熱交換器の一例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１００、２００，３００，４００，５００，６００，７００熱交換器
１０１導入側タンク部
１０２排出側タンク部
１０３冷媒配管
１１１、１１２分割体
１１３第一壁部（第一の規制部）
１１５第二壁部（第一の規制部）
３１１第五壁部（第二の規制部）
４１１インナーフィン（熱交換面積拡大手段）
５１１突起（冷媒流れかく乱手段）
７１１、７１２中空円筒（中空体）
７１３、７１４配管分割体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger and an air conditioner including the heat exchanger, and more particularly to a heat exchanger as an evaporator.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of heat exchanger, a heat exchanger 10 shown in FIG. 8 is known as being used particularly for an air conditioner for a vehicle.
The heat exchanger 10 shown in FIG. 8 includes an introduction side tank unit 11, a discharge side tank unit 12, and a plurality of refrigerant pipes 13 that connect the introduction side tank unit 11 and the discharge side tank unit 12. . In addition, the external fluid that exchanges heat with the refrigerant passes through the outside of the refrigerant pipe 13 in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the refrigerant pipe 13.
[0003]
In the heat exchanger 10 having the above configuration, the liquid refrigerant flows in from the introduction-side tank unit 11 and flows through the refrigerant pipe 13 from the lower side to the upper side. When the liquid refrigerant flows through the refrigerant pipe 13, the liquid refrigerant absorbs the heat of the air by heat exchange with air (external fluid) and evaporates and vaporizes. The vaporized refrigerant flows out of the heat exchanger 10 through the discharge side tank unit 12.
[0004]
Here, in the mixed region of the liquid refrigerant and the vaporized refrigerant in the refrigerant pipe 13, the heat absorbed from the external fluid is used for vaporization of the liquid refrigerant, and the temperatures of the liquid refrigerant and the vaporized refrigerant are kept constant. In the region of only the vaporized refrigerant (superheated gas region), the heat absorbed from the external fluid is used to raise the vaporized refrigerant temperature. The external fluid that passes through the mixed region of the liquid refrigerant and the vaporized refrigerant is cooled to a predetermined temperature by heat exchange because the temperature of the refrigerant is kept constant, but the external fluid that passes through the superheated gas region is Since the temperature of the liquid is increased, sufficient heat exchange is not performed, and the liquid is not cooled to a predetermined temperature, that is, the temperature remains high.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional heat exchanger, the ratio of the area of the superheated gas region to the heat exchange area of the refrigerant pipe is large, and therefore the ratio of the high temperature air passing through the superheated gas region is high, and the temperature distribution is largely uneven. Therefore, there was a problem that it was difficult to use for comfortable air conditioning.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a heat exchanger that is easy to use for comfortable air conditioning with small unevenness in temperature distribution.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The heat exchanger of the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The invention according to claim 1 Liquid refrigerant flows An introduction side tank section; Overheated vaporized refrigerant that has become only vaporized refrigerant flows out A discharge-side tank section, and a refrigerant pipe disposed between the two inlet-side and discharge-side tank sections to connect the two, and the refrigerant introduced into the introduction-side tank section is passed through the refrigerant pipe. From the bottom to the top In the process of discharging to the discharge side tank portion, an external fluid is caused to flow in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the refrigerant pipe so as to contact the outer surface of the refrigerant pipe, and then flows through the external fluid and the refrigerant pipe. Heat exchange with the refrigerant causes the refrigerant to evaporate and vaporize. The above-mentioned superheated vaporized refrigerant only with vaporized refrigerant In the heat exchanger, the refrigerant pipe is The superheated refrigerant A first restricting portion is provided for restricting the flow direction of the liquid so that the flow direction of the external fluid is substantially parallel to the flow direction of the external fluid.
[0008]
According to the heat exchanger according to the present invention, the flow direction of the superheated vaporized refrigerant is parallel to the external fluid by the first restricting portion, and therefore when viewed from the upstream side or the downstream side of the external fluid. The ratio of the area of the superheated gas area to the heat exchange area of the refrigerant pipe is reduced. For this reason, the ratio of the external fluid that passes through the superheated gas region is reduced, and the temperature unevenness of the external fluid that passes through the heat exchanger is reduced.
[0009]
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the heat exchanger according to claim 1, heat exchange area expanding means for expanding the heat exchange area between the external fluid and the refrigerant is provided inside the refrigerant pipe. To do.
[0010]
According to the heat exchanger according to the present invention, the heat exchange area expanding means provided inside the refrigerant pipe expands the area of the heat exchange surface between the external fluid and the refrigerant, and the amount of heat exchange within the same time is increased. It can increase or exchange the same amount of heat in a shorter time. As a result, heat exchange in a region (for example, a superheated gas region) with inferior heat exchange capability can be compensated for, so that the temperature unevenness of the external fluid passing through the heat exchanger is reduced.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the heat exchanger according to the first aspect, the refrigerant pipe is provided with a refrigerant flow disturbing means configured to disturb the flow of the refrigerant inside the refrigerant pipe. .
[0012]
According to the heat exchanger according to the present invention, the refrigerant flow disturbance means disturbs the refrigerant flow in the refrigerant pipe, promotes heat transfer inside the refrigerant flow, and increases the amount of heat exchange within the same time, or The same amount of heat can be exchanged in a shorter time. As a result, heat exchange in a region with inferior heat exchange capability, for example, a superheated gas region, can be compensated for, so that temperature unevenness of the external fluid passing through the heat exchanger is reduced.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the heat exchanger according to the first aspect of the present invention, a second restricting portion that causes the flow of the refrigerant to meander is provided at substantially the center in the longitudinal direction of the refrigerant pipe.
[0014]
According to the heat exchanger according to the present invention, the flow of the refrigerant meanders in the refrigerant pipe by the second restricting portion, and the refrigerant is not biased upstream or downstream of the external fluid in the refrigerant pipe. The area of the superheated gas region can be prevented from expanding, and therefore the temperature unevenness of the external fluid passing through the heat exchanger is reduced.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the heat exchanger according to any one of the first to fourth aspects, the introduction-side tank portion, the discharge-side tank portion, and the refrigerant pipe have the same shape that is bisected in the longitudinal direction of the refrigerant pipe. It is characterized by comprising as two divided bodies.
[0016]
According to the heat exchanger according to the present invention, the introduction-side tank part, the discharge-side tank part, and the refrigerant pipe are configured as two divided bodies having the same shape, so that the assembly process can be reduced. Moreover, since there is only one type of part, for example, the cost of capital investment during production, such as die cost for press forming, can be suppressed, and the cost reduction effect is increased.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, in the heat exchanger according to the fifth aspect of the present invention, the two divided bodies are unfolded and joined together to form a single body, and the joined parts are folded to overlap each other. It is characterized by matching.
[0018]
According to the heat exchanger according to the present invention, the introduction-side tank portion, the discharge-side tank portion, and the refrigerant pipe are integrally formed by joining a part of two divided bodies, and the joined part is folded and overlapped. As a result, the assembly process can be reduced. Since there is only one type of component, for example, the capital investment cost during production, such as the die cost of press forming, can be suppressed, and the cost reduction effect is increased.
[0019]
The invention according to claim 7 is the heat exchanger according to claim 1, wherein the introduction-side tank portion and the discharge-side tank portion are formed of a hollow body, and the refrigerant pipe is divided into two in the longitudinal direction of the refrigerant pipe. It is characterized by comprising as two piping division bodies.
[0020]
According to the heat exchanger according to the present invention, the introduction-side tank portion and the discharge-side tank portion are formed of hollow bodies, so that it is easy to ensure the thickness of the introduction-side tank portion and the discharge-side tank portion. In addition, since the two tank parts on the introduction side and the discharge side are separate parts in the formation of the two pipe division bodies, for example, the two tank part formation steps on the introduction side and the discharge side such as deep drawing are not required. Manufacturing becomes easy.
[0021]
The invention according to claim 8 is an air conditioner comprising the heat exchanger according to any one of claims 1 to 7.
[0022]
According to the air conditioner of the present invention, the area of the superheated gas region is narrow with respect to the heat exchange area of the refrigerant pipe of the heat exchanger, and the ratio of the external fluid that passes through the superheated gas region can be reduced. The temperature unevenness of the external fluid that passes through is reduced.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view of a first embodiment of a heat exchanger according to the present invention. In FIG. 1, the heat exchanger 100 includes an introduction-side tank unit 101, a discharge-side tank unit 102, and a plurality of refrigerant pipes 103 that connect the introduction-side tank unit 101 and the discharge-side tank unit 102, and A plurality of heat exchange segments 110 each having the introduction side tank portion 101, the discharge side tank portion 102, and the refrigerant pipe 103 formed therein are connected and stacked. The heat exchange segment 110 is configured by superposing the press-formed divided bodies 111 and 112, the introduction side tank portion 101 is formed at the lower part of the heat exchange segment 110, and the discharge side tank portion 102 is constituted by the heat exchange segment 110. The refrigerant pipe 103 is formed between the introduction side tank unit 101 and the discharge side tank unit 102. In addition, a first wall portion (first regulating portion) 113 overlaps the divided bodies 111 and 112 in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the divided body 111 between the discharge side tank portion 102 and the refrigerant pipe 103. The refrigerant pipe 103 is closed, and a first opening 114 is provided on the downstream side of the air of the first wall 113. When the second wall portion (first restricting portion) 115 overlaps the longitudinal direction of the divided body 111 in a direction substantially orthogonal to the first wall portion 113 of the refrigerant pipe 103 and overlaps the divided bodies 111 and 112. The second opening 116 is provided on the upstream side of the air of the second wall 115 so as to close the refrigerant pipe 103. The introduction side tank portion 101 is provided with an introduction side tank opening 117, and the discharge side tank portion 102 is provided with a discharge side tank opening 118.
[0024]
In the heat exchanger 100 having the above-described configuration, as shown in FIG. 1, the liquid refrigerant flows into the introduction-side tank portion 101 from the introduction-side tank opening 117, and moves from the lower side to the upper side through the refrigerant pipe 103. Flowing. When the liquid refrigerant flows through the refrigerant pipe 103, it absorbs the heat of the air by heat exchange with the air and evaporates and vaporizes. The superheated vaporized refrigerant that has become only the vaporized refrigerant flows between the first opening 113 and the second wall 115 from the second opening 116, flows parallel to the air, and discharges from the first opening 114 to the discharge side tank. It flows out from the discharge side tank opening 118 through 102. Further, the air (external fluid) that exchanges heat with the refrigerant passes through the outside of the divided body 111 and the divided body 112 in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the heat exchange segment 110.
[0025]
In the heat exchanger 100 having the above-described configuration, the superheated gas region in the refrigerant pipe 103 corresponds to a portion where the refrigerant between the first wall portion 113 and the second wall portion 115 flows in parallel with the air, and upstream of the air. The ratio of the area of the superheated gas area to the heat exchange area of the refrigerant pipe 103 when viewed from the side or the downstream side becomes small. For this reason, the ratio of the air that passes through the superheated gas region is reduced, and hence the temperature unevenness of the air that passes through the heat exchanger is reduced, making it easy to use for comfortable air conditioning.
[0026]
FIG. 2 is an exploded perspective view of a second embodiment of the heat exchanger according to the present invention. In FIG. 2, the heat exchanger 200 is configured by connecting and stacking a plurality of heat exchange segments 210. The basic configuration of the heat exchange segment 210 is the same as that shown in FIG. 1, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. In FIG. 2, the third wall portion 211 overlaps the divided bodies 111 and 112 in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the divided body 111 between the introduction side tank portion 101 and the refrigerant pipe 103 of the heat exchange segment 210. The refrigerant pipe 103 is closed, and the third opening 212 is provided on the downstream side of the air of the third wall 211. When the fourth wall portion 213 overlaps the divided bodies 111 and 112 in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the divided body 111 on the center side of the third wall portion 211 of the refrigerant pipe 103, the refrigerant pipe 103 is blocked. The fourth opening 214 is provided on the upstream side of the air of the fourth wall 213.
[0027]
In the heat exchanger 200 configured as described above, as shown in FIG. 2, the liquid refrigerant flows into the introduction side tank portion 101 from the introduction side tank opening portion 117 and from the third opening portion 212 to the third wall portion 211. And the fourth wall portion 213, flows parallel to the air, flows from the fourth opening 214 to the refrigerant pipe 103, and flows from the lower side to the upper side of the refrigerant pipe 103. When the liquid refrigerant flows between the third wall portion 211 and the fourth wall portion 213 and the refrigerant pipe 103, the liquid refrigerant absorbs the heat of the air by heat exchange with the air and evaporates and vaporizes. The superheated vaporized refrigerant that has become only the vaporized refrigerant flows between the first opening 113 and the second wall 115 from the second opening 116, flows parallel to the air, and discharges from the first opening 114 to the discharge side tank. It flows out from the discharge side tank opening 118 through 102. Furthermore, the air (external fluid) that exchanges heat with the refrigerant passes through the outside of the divided body 111 and the divided body 112 in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the heat exchange segment 210.
[0028]
In the heat exchanger 200 having the above-described configuration, the superheated gas region in the refrigerant pipe 103 corresponds to a portion where the refrigerant between the first wall portion 113 and the second wall portion 115 flows in parallel with the air, and upstream of the air. The ratio of the area of the superheated gas area to the heat exchange area of the refrigerant pipe 103 when viewed from the side or the downstream side becomes small. For this reason, the ratio of the air that passes through the superheated gas region is reduced, and hence the temperature unevenness of the air that passes through the heat exchanger is reduced, making it easy to use for comfortable air conditioning. Furthermore, since the heat exchange segment 210 is composed of two divided bodies 111 and 112 having the same shape, an increase in the assembly process can be prevented. In addition, since there is only one type of part, for example, only one type of press forming is required, and the capital investment cost can be suppressed, so the cost reduction effect is increased and the productivity is also comfortable. Easy to use for air conditioning.
[0029]
FIG. 3 is an exploded perspective view of a third embodiment of the heat exchanger according to the present invention. In FIG. 3, the heat exchanger 300 is configured by connecting and stacking a plurality of heat exchange segments 310. The basic configuration of the heat exchange segment 310 is the same as that shown in FIG. 2, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. In FIG. 3, a fifth wall portion (second regulating portion) 311 is overlapped with the longitudinal direction of the divided body 111 in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the divided body 111 at approximately the center of the refrigerant pipe 103 of the heat exchange segment 310. The refrigerant pipe 103 is closed, and the fifth opening 312 is provided on the air downstream side of the fifth wall 311.
[0030]
In the heat exchanger 300 configured as described above, as shown in FIG. 3, the liquid refrigerant flows into the introduction side tank portion 101 from the introduction side tank opening portion 117 and from the third opening portion 212 to the third wall portion 211. Between the second opening 214 and the fourth wall 213, in parallel with the air, from the fourth opening 214 to the refrigerant pipe 103, and from the fourth opening 214 to the fifth opening 312, the fifth opening From the part 312 to the second opening 116, it flows from the lower side to the upper side. When the liquid refrigerant flows between the third wall portion 211 and the fourth wall portion 213 and the refrigerant pipe 103, the liquid refrigerant absorbs the heat of the air by heat exchange with the air and evaporates and vaporizes. The superheated vaporized refrigerant that has become only the vaporized refrigerant flows between the first opening 113 and the second wall 115 from the second opening 116, flows parallel to the air, and discharges from the first opening 114 to the discharge side tank. It flows out from the discharge side tank opening 118 through 102. Furthermore, air (external fluid) that exchanges heat with the refrigerant passes through the outside of the divided body 111 and the divided body 112 in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the heat exchange segment 310.
[0031]
In the heat exchanger 300 configured as described above, the superheated gas region in the refrigerant pipe 103 corresponds to a portion where the refrigerant between the first wall portion 113 and the second wall portion 115 flows in parallel with the air, and upstream of the air. The ratio of the area of the superheated gas area to the heat exchange area of the refrigerant pipe 103 when viewed from the side or the downstream side becomes small. For this reason, the ratio of the air passing through the superheated gas region is reduced, and accordingly, the temperature unevenness of the air passing through the heat exchanger is reduced. Furthermore, the fifth wall portion 311 prevents the refrigerant flow from meandering in the refrigerant pipe 103 and prevents the refrigerant from being biased to the upstream side or downstream side of the air in the refrigerant pipe 103, and consequently the area of the superheated gas region is reduced. It can be prevented from expanding. For this reason, the temperature unevenness of the air passing through the heat exchanger is reduced, and it is easy to use for comfortable air conditioning. Moreover, since the heat exchange segment 310 is comprised from the two division bodies 111 and 112 of the same shape, the increase in an assembly process can be prevented. In addition, since there is only one type of part, for example, only one type of press forming is required, and the capital investment cost can be suppressed, so the cost reduction effect is increased and the productivity is also comfortable. Easy to use for air conditioning.
[0032]
FIG. 4 is an exploded perspective view of a fourth embodiment of the heat exchanger according to the present invention. In FIG. 4, the heat exchanger 400 is configured by connecting and stacking a plurality of heat exchange segments 410. The basic configuration of the heat exchange segment 410 is the same as that shown in FIG. 2, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. In FIG. 4, an inner fin (heat exchange area expanding means) 411 having a corrugated cross section is formed in the refrigerant pipe 103 of the heat exchange segment 410, and its ridge line and valley line are substantially parallel to the longitudinal direction of the heat exchange segment 410. Are arranged as follows.
[0033]
In the heat exchanger 400 having the above configuration, as shown in FIG. 4, the liquid refrigerant flows into the introduction side tank portion 101 from the introduction side tank opening portion 117 and from the third opening portion 212 to the third wall portion 211. And the fourth wall portion 213, flows parallel to the air, flows from the fourth opening 214 to the refrigerant pipe 103, and flows from the lower side to the upper side of the refrigerant pipe 103. When the liquid refrigerant flows through the refrigerant pipe 103, it exchanges heat with air through the inner fins 411, absorbs the heat of the air, and evaporates and vaporizes. The superheated vaporized refrigerant that has become only the vaporized refrigerant flows between the first opening 113 and the second wall 115 from the second opening 116, flows parallel to the air, and discharges from the first opening 114 to the discharge side tank. It flows out from the discharge side tank opening 118 through 102. Further, the air (external fluid) that exchanges heat with the refrigerant passes through the outside of the divided body 111 and the divided body 112 in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the heat exchange segment 410.
[0034]
In the heat exchanger 400 having the above-described configuration, the superheated gas region in the refrigerant pipe 103 corresponds to a portion where the refrigerant between the first wall portion 113 and the second wall portion 115 flows in parallel with the air, and upstream of the air. When viewed from the side or the downstream side, the ratio of the area of the superheated gas area to the heat exchange area of the refrigerant pipe is reduced. For this reason, the ratio of the air passing through the superheated gas region is reduced, and accordingly, the temperature unevenness of the air passing through the heat exchanger is reduced. Furthermore, the area of the heat exchange surface between the air and the refrigerant is increased by the inner fins 411 provided inside the refrigerant pipe 103, the amount of heat exchange within the same time increases, or the same amount of heat in a shorter time. Can be replaced. As a result, heat exchange in a region with inferior heat exchange capability, for example, a superheated gas region, can be compensated for, so that the temperature unevenness of the air passing through the heat exchanger is reduced and it is easy to use for comfortable air conditioning. Moreover, since the heat exchange segment 410 is comprised from the two division bodies 111 and 112 of the same shape, the increase in an assembly process can be prevented. In addition, since there is only one type of part, for example, only one type of press forming is required, and the capital investment cost can be suppressed, so the cost reduction effect is increased and the productivity is also comfortable. Easy to use for air conditioning.
[0035]
FIG. 5 is an exploded perspective view of a fifth embodiment of the heat exchanger according to the present invention. In FIG. 5, the heat exchanger 500 is configured by connecting and stacking a plurality of heat exchange segments 510. The basic configuration of the heat exchange segment 510 is the same as that shown in FIG. 2, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. In FIG. 5, protrusions (refrigerant flow disturbing means) 511 are formed on the refrigerant pipe 103 of the heat exchange segment 510 so as to bulge into the divided bodies 111 and 112, for example, four pieces. ing. These four protrusions 511 all have the same shape, for example, a truncated cone shape as shown in FIG.
[0036]
In the heat exchanger 500 having the above-described configuration, as shown in FIG. 5, the liquid refrigerant flows into the introduction side tank portion 101 from the introduction side tank opening 117 and from the third opening 212 to the third wall portion 211. And the fourth wall portion 213, flows parallel to the air, flows from the fourth opening 214 to the refrigerant pipe 103, and flows from the lower side to the upper side of the refrigerant pipe 103. When the liquid refrigerant flows through the refrigerant pipe 103, the flow is disturbed by the protrusions 511, and heat exchange with the air is performed, and the heat of the air is absorbed and evaporated. The superheated vaporized refrigerant that has become only the vaporized refrigerant flows between the first opening 113 and the second wall 115 from the second opening 116, flows parallel to the air, and discharges from the first opening 114 to the discharge side tank. It flows out from the discharge side tank opening 118 through 102. Further, the air (external fluid) that exchanges heat with the refrigerant passes through the outside of the divided body 111 and the divided body 112 in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the heat exchange segment 510.
[0037]
In the heat exchanger 500 having the above-described configuration, the superheated gas region in the refrigerant pipe 103 corresponds to a portion where the refrigerant between the first wall 113 and the second wall 115 flows in parallel with the air, and upstream of the air. When viewed from the side or the downstream side, the ratio of the area of the superheated gas area to the heat exchange area of the refrigerant pipe is reduced. For this reason, the ratio of the air passing through the superheated gas region is reduced, and accordingly, the temperature unevenness of the air passing through the heat exchanger is reduced. Further, the protrusion 511 disturbs the refrigerant flow in the refrigerant pipe 103, promotes heat transfer inside the refrigerant flow, increases the amount of heat exchange within the same time, or can exchange the same amount of heat in a shorter time. . As a result, heat exchange in a region with inferior heat exchange capability, for example, a superheated gas region, can be compensated for, so that temperature unevenness of the air passing through the heat exchanger is reduced, and it is easier to use for comfortable air conditioning. Moreover, since the heat exchange segment 510 is comprised from the two division bodies 111 and 112 of the same shape, the increase in an assembly process can be prevented. In addition, since there is only one type of part, for example, only one type of press forming is required, and the capital investment cost can be suppressed, so the cost reduction effect is increased and the productivity is also comfortable. Easy to use for air conditioning.
[0038]
FIG. 6 is an exploded view of the essential parts of a sixth embodiment of the heat exchanger according to the present invention. In FIG. 6, the heat exchanger 600 is configured by connecting and stacking a plurality of heat exchange segments 610. The basic configuration of the heat exchange segment 610 is the same as that shown in FIG. 2, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In FIG. 6, the heat exchange segment 610 is configured by bending a second divided body (divided body) 611 formed by pressing from a folding center 612 and overlapping it.
[0039]
In the heat exchanger 600 having the above-described configuration, the liquid refrigerant flows into the introduction-side tank portion 101 from the introduction-side tank opening portion 117, and from the third opening portion 212 to the third wall portion 211 and the fourth wall portion 213. , Flows parallel to the air, flows from the fourth opening 214 to the refrigerant pipe 103, and flows through the refrigerant pipe 103 from the lower side to the upper side. When the liquid refrigerant flows through the refrigerant pipe 103, it exchanges heat with air and absorbs the heat of the air to evaporate and vaporize. The superheated vaporized refrigerant that has become only the vaporized refrigerant flows between the first opening 113 and the second wall 115 from the second opening 116, flows parallel to the air, and discharges from the first opening 114 to the discharge side tank. It flows out from the discharge side tank opening 118 through 102. Further, air (external fluid) that exchanges heat with the refrigerant passes through the outside of the second divided body 611 bent from the bending center 612 in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the heat exchange segment 610. ing.
[0040]
In the heat exchanger 600 having the above-described configuration, the superheated gas region in the refrigerant pipe 103 corresponds to a portion where the refrigerant between the first wall portion 113 and the second wall portion 115 flows in parallel with the air, and upstream of the air. When viewed from the side or the downstream side, the ratio of the area of the superheated gas area to the heat exchange area of the refrigerant pipe is reduced. For this reason, the ratio of the air that passes through the superheated gas region is reduced, and hence the temperature unevenness of the air that passes through the heat exchanger is reduced, making it easy to use for comfortable air conditioning. Furthermore, since the second divided body 611 is bent from the bending center 612 and overlapped, an increase in the assembly process can be prevented and there is only one type of part. Since only one type is required and the capital investment cost can be reduced, the cost reduction effect is increased, and it is easy to use for comfortable air conditioning in terms of productivity.
[0041]
FIG. 7 is an exploded perspective view of an essential part of a seventh embodiment of the heat exchanger according to the present invention. In FIG. 7, the heat exchanger 700 is configured by connecting and stacking a plurality of heat exchange segments 710. The basic configuration of the heat exchange segment 710 is the same as that shown in FIG. 2, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. In FIG. 7, the heat exchange segment 710 is formed by press forming a hollow cylinder (hollow body) 711 that becomes the introduction-side tank portion 101, a hollow cylinder (hollow body) 712 that becomes the discharge-side tank portion 102, and the refrigerant pipe 103. The pipe division bodies 713 and 714 are overlapped.
[0042]
In the heat exchanger 700 having the above-described configuration, as shown in FIG. 7, the liquid refrigerant flows into the introduction side tank portion 101 from the introduction side tank opening portion 117 and from the third opening portion 212 to the third wall portion 211. And the fourth wall portion 213, flows parallel to the air, flows from the fourth opening 214 to the refrigerant pipe 103, and flows from the lower side to the upper side of the refrigerant pipe 103. When the liquid refrigerant flows through the refrigerant pipe 103, it exchanges heat with air and absorbs the heat of the air to evaporate and vaporize. The superheated vaporized refrigerant that has become only the vaporized refrigerant flows between the first opening 113 and the second wall 115 from the second opening 116, flows parallel to the air, and discharges from the first opening 114 to the discharge side tank. It flows out from the discharge side tank opening 118 through 102.
[0043]
In the heat exchanger 700 having the above-described configuration, the superheated gas region in the refrigerant pipe 103 corresponds to a portion where the refrigerant between the first wall portion 113 and the second wall portion 115 flows in parallel with the air, and upstream of the air. When viewed from the side or the downstream side, the ratio of the area of the superheated gas area to the heat exchange area of the refrigerant pipe is reduced. For this reason, the ratio of the air that passes through the superheated gas region is reduced, and hence the temperature unevenness of the air that passes through the heat exchanger is reduced, making it easy to use for comfortable air conditioning. Furthermore, since the hollow cylinder 711 is used for the introduction side tank unit 101 and the hollow cylinder 712 is used for the discharge side tank unit 102, there is a possibility that the introduction side tank unit 101 and the discharge side tank unit 102 will be insufficient in thickness. The two pipe division bodies 713 and 714 can also be eliminated because the two tank parts 101 and 102 on the discharge side and the introduction side are separate parts. The process of forming the two tank portions 101 and 102 is not necessary, and the manufacturing is facilitated, making it easy to use for comfortable air conditioning.
[0044]
In the above-described embodiment, the description has been made by adapting to the case where the corrugated fin is not sandwiched between the heat exchange segments, but is limited to the one in which the corrugated fin is not sandwiched between the heat exchange segments. It can adapt to what has corrugated fins sandwiched between heat exchanging segments.
[0045]
In the above embodiment, the first opening 114 is on the downstream side of the air, the second opening 116 is on the upstream side of the air, the third opening 212 is on the downstream side of the air, and the fourth opening. In the above description, the portion 214 is provided on the upstream side of the air and the fifth opening 312 is provided on the downstream side of the air. However, the positions where the openings are provided are not limited to the above positions, and the first opening 114 is provided. The second opening 116 on the downstream side of the air, the third opening 212 on the upstream side of the air, the fourth opening 214 on the downstream side of the air, and the fifth opening 312 on the air. It can also be applied to those provided on the upstream side.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, since the direction of the flow of the superheated vaporized refrigerant is parallel to the external fluid by the first restricting portion, the upstream side or the downstream side of the external fluid. The ratio of the area of the superheated gas area to the heat exchange area of the refrigerant pipe is small when viewed from above. For this reason, the ratio of the external fluid that passes through the superheated gas region is reduced, and therefore, the temperature unevenness of the external fluid that passes through the heat exchanger is reduced, and it is easy to use for comfortable air conditioning.
[0047]
According to the second aspect of the present invention, the heat exchange area expanding means provided in the refrigerant pipe increases the area of the heat exchange surface between the external fluid and the refrigerant, and the amount of heat exchange within the same time increases. Or the same amount of heat can be exchanged in a shorter time. This makes it possible to compensate for heat exchange in a region with inferior heat exchange capacity, for example, a superheated gas region, thereby reducing the temperature unevenness of the external fluid passing through the heat exchanger and making it easy to use for comfortable air conditioning. .
[0048]
According to the invention of claim 3, the refrigerant flow disturbance means disturbs the refrigerant flow in the refrigerant pipe, promotes heat transfer inside the refrigerant flow, increases the amount of heat exchange within the same time, or The same amount of heat can be exchanged in a shorter time. This makes it possible to compensate for heat exchange in areas where heat exchange capacity is inferior, for example, superheated gas areas, so that the temperature unevenness of the external fluid passing through the heat exchanger is reduced, making it easier to use for comfortable air conditioning. Play.
[0049]
According to the invention according to claim 4, the second restricting portion prevents the refrigerant flow from meandering in the refrigerant pipe, and the refrigerant is prevented from being biased upstream or downstream of the external fluid in the refrigerant pipe. As a result, it is possible to prevent the area of the superheated gas region from expanding, and it is possible to further improve the ease of use for comfortable air conditioning.
[0050]
According to the invention which concerns on Claim 5, since the introduction side tank part, the discharge side tank part, and refrigerant | coolant piping are comprised as two division bodies of the same shape, the increase in an assembly process can be prevented. In addition, since there is only one type of part, for example, the cost of capital investment during production, such as the cost of molds for press forming, can be suppressed, so the cost reduction effect is increased, and from the standpoint of manufacturing, It has the effect of being easy to use for comfortable air conditioning.
[0051]
According to the invention which concerns on Claim 6, the introduction side tank part, the discharge side tank part, and the refrigerant | coolant piping are formed integrally by joining a part of two division bodies, and the joined part is bent and overlapped. Because of the configuration, the assembly process can be prevented from increasing, and since there is only one type of component, for example, the cost of capital investment at the time of production, such as die cost for press forming, can be suppressed. From the viewpoint of manufacturability, it is also easier to use for comfortable air conditioning.
[0052]
According to the seventh aspect of the present invention, since the introduction-side tank portion and the discharge-side tank portion are formed of a hollow body, it is easy to ensure the thickness of the introduction-side tank portion and the discharge-side tank portion. In addition, since the two tank parts on the introduction side and the discharge side are separate parts in the formation of the two pipe division bodies, for example, the two tank part formation steps on the introduction side and the discharge side such as deep drawing are not required. It is easy to manufacture, and from the viewpoint of manufacturability, it has the effect of being easier to use for comfortable air conditioning.
[0053]
According to the invention which concerns on Claim 8, the area of the superheated gas area with respect to the heat exchange area of the refrigerant | coolant piping of a heat exchanger is narrow, the ratio of the external fluid which passes a superheated gas area can be made small, Since the temperature unevenness of the passing external fluid is reduced, an effect of providing an air conditioner that realizes comfortable air conditioning can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a heat exchanger according to the present invention, and is an exploded perspective view of the heat exchanger.
FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the heat exchanger according to the present invention, and is an exploded perspective view of the heat exchanger.
FIG. 3 is a diagram showing still another embodiment of the heat exchanger according to the present invention, and is an exploded perspective view of the heat exchanger.
FIG. 4 is a view showing still another embodiment of the heat exchanger according to the present invention, and is an exploded perspective view of the heat exchanger.
FIG. 5 is a diagram showing still another embodiment of the heat exchanger according to the present invention, and is an exploded perspective view of the heat exchanger.
FIG. 6 is a view showing still another embodiment of the heat exchanger according to the present invention, and is a development view of main parts of the heat exchanger.
FIG. 7 is a view showing still another embodiment of the heat exchanger according to the present invention, and is an exploded perspective view of a main part of the heat exchanger.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing an example of a conventional heat exchanger.
[Explanation of symbols]
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 heat exchanger
101 Introducing tank section
102 Discharge side tank
103 Refrigerant piping
111, 112 divisions
113 1st wall part (1st regulation part)
115 Second wall (first regulating part)
311 Fifth Wall (Second Regulatory Department)
411 Inner fin (heat exchange area expansion means)
511 Protrusion (refrigerant flow disturbing means)
711, 712 Hollow cylinder (hollow body)
713, 714 Piping segment

Claims

液冷媒が流入する導入側タンク部と、気化冷媒のみになった過熱気化冷媒が流れ出る排出側タンク部と、該導入側、排出側の２つのタンク部間に配設されて両者を接続する冷媒配管とを備え、
前記導入側タンク部に導入した冷媒を、前記冷媒配管を通じて下側から上側へ向かって流して前記排出側タンク部に導いて排出する過程で、前記冷媒配管の長手方向に略直交する方向に、前記冷媒配管の外面に接触するように外部流体を流し、該外部流体と前記冷媒配管を流れる前記冷媒との間で熱交換させて、該冷媒を蒸発、気化させて気化冷媒のみの前記過熱気化冷媒とする熱交換器において、
前記冷媒配管に、前記過熱気化冷媒の流れる方向を、前記外部流体の流れる方向と略平行となるように規制する第一の規制部が設けられていることを特徴とする熱交換器。 An inlet side tank portion into which liquid refrigerant flows, a discharge side tank portion from which superheated vaporized refrigerant that is only vaporized refrigerant flows out , and a refrigerant that is disposed between the two tank portions on the inlet side and the exhaust side and connects the two. With piping,
In the process of flowing the refrigerant introduced into the introduction side tank part from the lower side to the upper side through the refrigerant pipe and leading it to the discharge side tank part, the direction is substantially perpendicular to the longitudinal direction of the refrigerant pipe. The superheated vaporization of only the vaporized refrigerant is caused by flowing an external fluid so as to be in contact with the outer surface of the refrigerant pipe, exchanging heat between the external fluid and the refrigerant flowing through the refrigerant pipe, and evaporating and vaporizing the refrigerant. In the heat exchanger as a refrigerant ,
The heat exchanger according to claim 1, wherein a first restricting portion that restricts a direction in which the superheated vapor refrigerant flows in the refrigerant pipe so as to be substantially parallel to a direction in which the external fluid flows is provided.

請求項１記載の熱交換器において、
前記冷媒配管の内部に、前記外部流体と前記冷媒との熱交換面積を拡大させる熱交換面積拡大手段が設けられていることを特徴とする熱交換器。The heat exchanger according to claim 1, wherein
A heat exchanger for expanding heat exchange area for expanding the heat exchange area between the external fluid and the refrigerant is provided inside the refrigerant pipe.

請求項１記載の熱交換器において、
前記冷媒配管の内部に、前記冷媒の流れをかく乱させる冷媒流れかく乱手段が設けられていることを特徴とする熱交換器。The heat exchanger according to claim 1, wherein
A heat exchanger for disturbing the flow of the refrigerant is provided inside the refrigerant pipe.

請求項１記載の熱交換器において、
前記冷媒配管の長手方向のほぼ中央に、前記冷媒の流れを蛇行させる第二の規制部が設けられていることを特徴とする熱交換器。The heat exchanger according to claim 1, wherein
A heat exchanger characterized in that a second restricting portion for meandering the flow of the refrigerant is provided at substantially the center in the longitudinal direction of the refrigerant pipe.

請求項１から４のいずれかに記載の熱交換器において、
前記排出側タンク部、前記導入側タンク部および前記冷媒配管を、該冷媒配管の長手方向に二分される同一形状の２つの分割体として構成したことを特徴とする熱交換器。The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4,
The heat exchanger, wherein the discharge side tank part, the introduction side tank part, and the refrigerant pipe are configured as two divided bodies having the same shape that are divided in the longitudinal direction of the refrigerant pipe.

請求項５記載の熱交換器において、
前記２つの分割体を展開し一部をつなぎ合わせて一体に形成し、つなぎ合わせた部分を折り曲げることで前記２つの分割体を重ね合わせることを特徴とする熱交換器。The heat exchanger according to claim 5, wherein
A heat exchanger characterized in that the two divided bodies are expanded and partly joined together to form a single body, and the joined parts are folded together to be overlapped.

請求項１記載の熱交換器において、
前記排出側タンク部、前記導入側タンク部を中空体から構成し、前記冷媒配管を、該冷媒配管の長手方向に二分される同一形状の２つの配管分割体として構成したことを特徴とする熱交換器。The heat exchanger according to claim 1, wherein
The heat is characterized in that the discharge side tank part and the introduction side tank part are constituted by a hollow body, and the refrigerant pipe is constituted as two pipe divided bodies having the same shape divided in the longitudinal direction of the refrigerant pipe. Exchanger.

請求項１から７のいずれかに記載の熱交換器を備えることを特徴とする空気調和装置。An air conditioner comprising the heat exchanger according to any one of claims 1 to 7.