JP5892453B2 - 熱交換器 - Google Patents
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Description
第1流体が流れる内部流路と、前記内部流路の入口と、前記内部流路の出口とをそれぞれ有し、前記第1流体と熱交換するべき第2流体のための外部流路が形成されるように組み立てられた複数の熱交換チューブを備え、
前記内部流路は、前記熱交換チューブの特定の列方向に延びている複数のセグメントを有し、
前記熱交換チューブは、前記内部流路が形成されるように互いに貼り合わされた1組の板材で構成されており、(i)前記熱交換チューブの厚さ方向の両側に突出し、前記内部流路の前記セグメントをそれぞれ形成している複数の流路形成部と、(ii)前記列方向と直交する幅方向において互いに隣り合う前記流路形成部と前記流路形成部との間に位置し、前記列方向に沿って前記内部流路の前記セグメントと前記セグメントとを互いに隔てている薄肉部と、(iii)前記内部流路の前記入口の周囲に形成され、前記熱交換チューブの前記厚さ方向に突出している第1突出部と、(iv)前記内部流路の前記出口の周囲に形成され、前記熱交換チューブの前記厚さ方向に突出している第2突出部と、をさらに有し、
互いに隣り合う1組の前記熱交換チューブをそれぞれ第1熱交換チューブ及び第2熱交換チューブと定義したとき、
前記第1熱交換チューブの前記第1突出部が前記第2熱交換チューブの前記入口の周囲の部分に接合され、前記第1熱交換チューブの前記第2突出部が前記第2熱交換チューブの前記出口の周囲の部分に接合されており、
前記列方向に垂直な断面において、前記第1熱交換チューブの前記流路形成部が前記外部流路を介して前記第2熱交換チューブの前記薄肉部に向かい合い、かつ前記第2熱交換チューブの前記流路形成部が前記外部流路を介して前記第1熱交換チューブの前記薄肉部に向かい合っており、
前記第1熱交換チューブの前記複数の流路形成部と前記第2熱交換チューブの前記複数の流路形成部とが前記幅方向において千鳥状に配列している、熱交換器を提供する。
第1流体が流れる内部流路と、前記内部流路の入口と、前記内部流路の出口とをそれぞれ有し、前記第1流体と熱交換するべき第2流体のための外部流路が形成されるように組み立てられた複数の熱交換チューブを備え、
前記内部流路は、前記熱交換チューブの特定の列方向に延びている複数のセグメントを有し、
前記熱交換チューブは、前記内部流路が形成されるように互いに貼り合わされた1組の板材で構成されており、(i)前記熱交換チューブの厚さ方向の両側に突出し、前記内部流路の前記セグメントをそれぞれ形成している複数の流路形成部と、(ii)前記列方向と直交する幅方向において互いに隣り合う前記流路形成部と前記流路形成部との間に位置し、前記列方向に沿って前記内部流路の前記セグメントと前記セグメントとを互いに隔てている薄肉部と、(iii)前記内部流路の前記入口の周囲に形成され、前記熱交換チューブの前記厚さ方向に突出している第1突出部と、(iv)前記内部流路の前記出口の周囲に形成され、前記熱交換チューブの前記厚さ方向に突出している第2突出部と、をさらに有し、
互いに隣り合う1組の前記熱交換チューブをそれぞれ第1熱交換チューブ及び第2熱交換チューブと定義したとき、
前記第1熱交換チューブの前記第1突出部が前記第2熱交換チューブの前記入口の周囲の部分に接合され、前記第1熱交換チューブの前記第2突出部が前記第2熱交換チューブの前記出口の周囲の部分に接合されており、
前記列方向に垂直な断面において、前記第1熱交換チューブの前記流路形成部が前記外部流路を介して前記第2熱交換チューブの前記薄肉部に向かい合い、かつ前記第2熱交換チューブの前記流路形成部が前記外部流路を介して前記第1熱交換チューブの前記薄肉部に向かい合っており、
前記第1熱交換チューブの前記複数の流路形成部と前記第2熱交換チューブの前記複数の流路形成部とが前記幅方向において千鳥状に配列している、熱交換器を提供する。
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る熱交換器1は、複数の熱交換チューブ2、入口ヘッダ10A及び出口ヘッダ10Bを備えている。複数の熱交換チューブ2は、それぞれ平面視で矩形の形状を有し、所定の間隔をあけて並べられている。複数の熱交換チューブ2の内部に第1流体(例えば、冷媒)が流れる。複数の熱交換チューブ2は、第1流体と熱交換するべき第2流体(例えば、外気)の流路が外部に形成されるように組み立てられている。詳細には、第2流体の流路は、隣り合う熱交換チューブ2の間に形成されている。入口ヘッダ10A及び出口ヘッダ10Bは、それぞれ、熱交換チューブ2の並び方向における熱交換器1の一方側の端面(図1の左側端面)を形成している熱交換チューブ2に装着されている。このような構成によれば、入口ヘッダ10A及び出口ヘッダ10Bを含む別体の中空管を設ける場合に比して、熱交換器1を小型化できる。
次に、図7A〜図10を参照して、本発明の第2実施形態に係る熱交換器を説明する。なお、本実施形態では、上記実施形態と同一構成部分には同一符号に100を加えた符号を付し、その説明を一部省略する。すなわち、第1実施形態の熱交換器に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、以下の本実施形態にも適用されうる。
図11に示すように、内部流路203は、熱交換チューブ202の列方向に延びている第1セグメント231、第2セグメント232及び第3セグメント233を備えている。セグメント231,232及び233は、それぞれ、直線的な流路を形成している。第1流体は、入口203Aからセグメント231,232及び233のそれぞれに分流される。セグメント231,232及び233を流れた第1流体は、出口203Bに集められる。このように、内部流路203は、入口203Aから出口203Bへの第1流体の流れ方向がまっすぐとなる直線流路であってもよい。この構成によれば、熱交換チューブ202の構造が簡素になるので、熱交換チューブ202の製造コストを削減することができる。
Claims (9)
- 第1流体が流れる内部流路と、前記内部流路の入口と、前記内部流路の出口とをそれぞれ有し、前記第1流体と熱交換するべき第2流体のための外部流路が形成されるように組み立てられた複数の熱交換チューブを備え、
前記内部流路は、前記熱交換チューブの特定の列方向に延びている複数のセグメントを有し、
前記熱交換チューブは、前記内部流路が形成されるように互いに貼り合わされた1組の板材で構成されており、(i)前記熱交換チューブの厚さ方向の両側に突出し、前記内部流路の前記セグメントをそれぞれ形成している複数の流路形成部と、(ii)前記列方向と直交する幅方向において互いに隣り合う前記流路形成部と前記流路形成部との間に位置し、前記列方向に沿って前記内部流路の前記セグメントと前記セグメントとを互いに隔てている薄肉部と、(iii)前記内部流路の前記入口の周囲に形成され、前記熱交換チューブの前記厚さ方向に突出している第1突出部と、(iv)前記内部流路の前記出口の周囲に形成され、前記熱交換チューブの前記厚さ方向に突出している第2突出部と、をさらに有し、
互いに隣り合う1組の前記熱交換チューブをそれぞれ第1熱交換チューブ及び第2熱交換チューブと定義したとき、
前記第1熱交換チューブの前記第1突出部が前記第2熱交換チューブの前記入口の周囲の部分に接合され、前記第1熱交換チューブの前記第2突出部が前記第2熱交換チューブの前記出口の周囲の部分に接合されており、
前記列方向に垂直な断面において、前記第1熱交換チューブの前記流路形成部が前記外部流路を介して前記第2熱交換チューブの前記薄肉部に向かい合い、かつ前記第2熱交換チューブの前記流路形成部が前記外部流路を介して前記第1熱交換チューブの前記薄肉部に向かい合っており、
前記第1熱交換チューブの前記複数の流路形成部と前記第2熱交換チューブの前記複数の流路形成部とが前記幅方向において千鳥状に配列しており、
前記複数の熱交換チューブは、互いに同一の構造を有しており、
前記第2熱交換チューブの前記入口が前記第1熱交換チューブの前記出口に連通し、かつ前記第2熱交換チューブの前記出口が前記第1熱交換チューブの前記入口に連通するように、前記熱交換チューブの前記厚さ方向に垂直な平面内で前記第2熱交換チューブを仮想的に180度回転させたとき、前記第1熱交換チューブの前記複数の流路形成部及び前記薄肉部の位置が、前記幅方向において、前記第2熱交換チューブの前記複数の流路形成部及び前記薄肉部の位置に一致し、
前記内部流路は、前記入口から前記出口への途中で前記第1流体の流れ方向が反転している蛇行流路であり、
前記複数のセグメントは、第1セグメントと、前記第1セグメントにおける前記第1流体の流れ方向と反対の方向に前記第1流体が流れる第2セグメントとを含み、
前記内部流路は、前記第1セグメントと前記第2セグメントとを連絡している曲がりセグメントをさらに含み、
前記複数のセグメントの数は、奇数個である、熱交換器。 - 前記熱交換チューブは、平面視で矩形の形状を有し、
前記熱交換チューブには、前記熱交換チューブの長手方向の一端部及び他端部のそれぞれに前記入口及び前記出口としての1対の開口部が前記熱交換チューブを前記厚さ方向に貫通する形で設けられている、請求項1に記載の熱交換器。 - 前記熱交換チューブは、前記幅方向の一端側及び他端側から選ばれる少なくとも一方において、前記幅方向に平行な方向に向かって突出している板状部をさらに有する、請求項1又は2に記載の熱交換器。
- 前記列方向に垂直な前記断面において、前記流路形成部の表面が前記熱交換チューブの前記厚さ方向及び前記幅方向の両方向に対して傾斜した方向に向かって前記薄肉部から延びている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱交換器。
- 前記列方向に垂直な前記断面において、前記流路形成部の表面と前記薄肉部の表面とが曲線でつながっている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱交換器。
- 前記列方向に垂直な前記断面において、(i)前記流路形成部の輪郭が曲線で構成されている、又は(ii)前記流路形成部の輪郭が直線と、その直線に滑らかにつながった曲線との組み合わせで構成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱交換器。
- 前記列方向に垂直な前記断面において、前記流路形成部は、前記熱交換チューブにおける前記1組の板材の接合面によって分けられた一方の部分と他方の部分とを含み、
前記一方の部分と前記他方の部分とが前記接合面に関して対称である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱交換器。 - 前記熱交換チューブは、前記薄肉部に設けられ、前記第1セグメントを流れる前記第1流体と、前記第2セグメントを流れる前記第1流体との間の熱移動を阻害する阻害構造をさらに有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の熱交換器。
- 前記熱交換器の端面を形成している前記熱交換チューブの前記第1突出部に接合され、前記内部流路の前記入口に前記第1流体を供給するための入口ヘッダと、
前記熱交換器の前記端面を形成している前記熱交換チューブの前記第2突出部に接合され、前記内部流路の前記出口から前記第1流体を排出するための出口ヘッダと、
をさらに備える、請求項1〜8のいずれか1項に記載の熱交換器。
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