JP4264222B2 - 熱交換器及び空気調和装置 - Google Patents
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Description
【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
Claims (8)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
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