(57)【要約】【課題】流体流路を流通する流体の流れを阻害することなく、熱交換効率を向上させることのできる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換チューブ１２は、内部を長手方向に仕切ることにより複数の冷媒流路１２ａを形成する流路形成板１２ｂを有し、流路形成板１２ｂには、流路形成板１２ｂを構成する部材を変形させることにより一の冷媒流路１２ａと他の冷媒流路１２ａとを連通する連通路１２ｅが設けられている。これにより、連通路１２ｅの近傍のバリの発生や冷媒流路１２ａの切り屑による詰まりの発生を防止することができるので、各冷媒流路１２ａに偏りなく冷媒を流通させることができ、熱交換効率を向上させることが可能となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空扁平状に形成され、内部に第１流体を流通させる熱交換チューブを備え、熱交換チューブの内側を流通する第１流体と熱交換チューブの外側を流通する第２流体とを熱交換させる熱交換器であって、
熱交換チューブには、内部を仕切ることにより複数の流体流路を形成する流路形成部材が設けられ、
流路形成部材には、流路形成部材を構成する部材を変形させることにより一の流体流路と他の流体流路とを連通する連通路が設けられている
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
流路形成部材は、熱交換チューブの流路断面の長手方向に蛇行して延びるように屈曲形成された板状部材であり、熱交換チューブ内に配置することによって流路断面の長手方向に複数の冷媒流路を構成し、
流路形成部材には、一の流体流路に対して熱交換チューブの流路断面の長手方向両側に１つおいた他の流体流路に連通するように連通路が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
流体流路には、熱交換チューブの流路断面の長手方向一方側の他の流体流路と連通する連通路と、他方側の他の流体流路と連通する連通路と、が第１流体の流通方向に交互に設けられている
ことを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
【請求項４】
各流体流路には、第１流体の流通方向に渡って連通路が複数設けられ、
第２流体の流通方向上流側に位置する流体流路には、下流側に位置する流体流路よりも多くの連通路が形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
熱交換チューブは、板状部材を屈曲することによって形成され、
流路形成部材は、熱交換チューブを構成する板状部材と一体に形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両用空気調和装置に用いられるヒートポンプサイクルにおいて、冷媒と空気とを熱交換するための熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換器としては、断面形状が扁平状に形成され、内部に第１流体が流通する複数の熱交換チューブを備え、熱交換チューブの内側を流通する第１流体と熱交換チューブの外側を流通する第２流体とを熱交換させるようにしたものが知られている。この熱交換器は、第１流体としての冷媒と第２流体としての空気とを熱交換することによって冷媒を放熱させるヒートポンプサイクルのコンデンサとして用いることが可能である。
【０００３】
前記熱交換器は、熱交換チューブの内部の第１流体に対する熱交換面積を大きくするために、熱交換チューブの内部を仕切部によって仕切ることにより熱交換チューブの断面長手方向に複数の流体流路を形成したものがある。
【０００４】
前記複数の流体流路を形成した熱交換器では、第２流体の流通方向上流側に位置する流体流路を流通する第１流体と下流側に位置する流体流路を流通する第１流体とで、第２流体との熱交換量に差異が生じるため、熱交換器全体としての熱交換効率が悪化する場合がある。
【０００５】
前記複数の流体流路を形成した熱交換器では、仕切部を開口することによって隣り合う流体流路を互いに連通させ、それぞれの流体流路を流通する第１流体を互いに混合可能とすることによって、各流体流路を流通する第１流体の第２流体との熱交換量を均一化させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２３４８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記仕切部を開口することによって隣り合う流体流路を互いに連通するようにした熱交換器では、仕切部を切断したり、切欠いたりすることによって隣り合う流体流路を互いに連通するようにしている。このため、仕切部を切断したり切欠いたりした場合には、開口部分から仕切部を構成する部材が流体流路に張り出した状態となる所謂バリが発生したり、細かい切り屑が流体流路に詰まったりすることにより、各流体流路に均一に冷媒を流通させることができなくなるおそれがある。
【０００８】
本発明の目的とするところは、流体流路を流通する流体の流れを阻害することなく、熱交換効率を向上させることのできる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記目的を達成するために、中空扁平状に形成され、内部に第１流体を流通させる熱交換チューブを備え、熱交換チューブの内側を流通する第１流体と熱交換チューブの外側を流通する第２流体とを熱交換させる熱交換器であって、熱交換チューブには、内部を仕切ることにより複数の流体流路を形成する流路形成部材が設けられ、流路形成部材には、流路形成部材を構成する部材を変形させることにより一の流体流路と他の流体流路とを連通する連通路が設けられている。
【００１０】
これにより、流路形成部材を切断したり切欠いたりすることなく連通路が形成されることから、連通路を形成することによるバリの発生や流体流路の切り屑による詰まりの発生が防止可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、連通路を形成することによるバリの発生や流体流路の切り屑による詰まりの発生を防止することができるので、各流体流路に偏りなく冷媒を流通させることができ、熱交換効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態を示す熱交換器の全体斜視図である。
【図２】熱交換器が接続された冷媒回路を示す図である。
【図３】熱交換チューブの断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ´断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ´断面図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ´断面図である。
【図７】図３のＤ−Ｄ´断面図である。
【図８】その他の例を示す熱交換チューブの断面図である。
【図９】その他の例を示す熱交換チューブの断面図である。
【図１０】その他の例を示す熱交換チューブの断面図である。
【図１１】図１０のＥ−Ｅ´断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１乃至図７は、本発明の一実施形態を示すものである。
【００１４】
本発明の熱交換器は、例えば、車両用空気調和装置に適用されるものである。車両用空気調和装置は、図２に示すように、車室Ａ外に設けられた本発明の室外熱交換器１０が接続された冷媒回路１を備えている。冷媒回路１には、室外熱交換器１０の他に、冷媒を圧縮するための圧縮機２と、車室Ａ内に設けられた室内熱交換器３と、冷媒を減圧するための膨張弁４と、が接続されている。
【００１５】
冷媒回路１は、室外熱交換器１０において冷媒を放熱させるとともに、室内熱交換器３において冷媒を吸熱させることにより車室Ａ内の冷房を行うことが可能である。
【００１６】
室外熱交換器１０は、図１に示すように、互いに間隔をおいて設けられた一対のヘッダ１１と、一端が一方のヘッダ１１に接続され、他端が他方のヘッダ１１に接続された複数の熱交換チューブ１２と、各熱交換チューブ１２の間に設けられた複数の伝熱フィン１３と、を備えている。
【００１７】
各ヘッダ１１は、例えばアルミニウム等の金属からなる中空円筒状に形成された部材からなる。各ヘッダ１１の外周部には、各熱交換チューブ１２の端部が接続されている。一方のヘッダ１１には、冷媒をヘッダ１１内に流入させるための冷媒流入口１１ａが設けられ、他方のヘッダ１１には、ヘッダ１１内の冷媒を流出させるための冷媒流出口１１ｂが設けられている。
【００１８】
各熱交換チューブ１２は、例えばアルミニウム等の金属板をロールフォーミング加工によって屈曲形成することにより、平板状に形成された中空扁平状の管状部材である。各熱交換チューブ１２は、流路断面の長手方向（幅方向）が冷媒と熱交換する空気の流通方向に向くように配置される。また、各熱交換チューブ１２は、内部を流路断面の長手方向（幅方向）に仕切るように設けられ、冷媒が流通する複数の流体流路としての冷媒流路１２ａを形成するための流路形成部材としての流路形成板１２ｂを有している。
【００１９】
流路形成板１２ｂは、熱交換チューブ１２と同一の金属板からなり、熱交換チューブ１２を構成する金属板と一体に形成されている。流路形成板１２ｂは、ロールフォーミング加工によって熱交換チューブ１２を形成する際に同時に形成される。流路形成板１２ｂは、図３に示すように、熱交換チューブ１２の流路断面の長手方向（幅方向）に蛇行して延びるように屈曲形成され、熱交換チューブ１２内において断面略矩形状の冷媒流路１２ａを複数形成する。流路形成板１２ｂには、熱交換チューブ１２内を流路断面の長手方向（幅方向）に仕切る複数の仕切部１２ｃと、仕切部１２ｃの端部から屈曲して延びるように設けられ、熱交換チューブ１２の内面に当接する複数の当接部１２ｄと、が交互に設けられている。また、流路形成板１２ｂの各当接部１２ｄには、熱交換チューブ１２の厚さ方向の内面と当接する面側から断面半円形状の凹状に変形することにより、一の冷媒流路１２ａを１つおいた他の冷媒流路１２ａと連通する複数の連通路１２ｅが設けられている。各当接部１２ｄには、連通路１２ｅが各当接部１２ｄの冷媒の流通方向に互いに所定の間隔をおいて設けられている。
【００２０】
各冷媒流路１２ａには、流路断面の長手方向（幅方向）両側に隣り合う冷媒流路１２ａを互いに連通する連通路１２ｅによって、図４および図５に示すように、幅方向に渡って厚さ方向に突出する凸部１２ｆが形成されている。各冷媒流路１２ａには、凸部１２ｆによって他の流路と比較して流路断面積が小さく形成された絞り部１２ｇが設けられている。絞り部１２ｇの面積Ｘは、連通路１２ｅの面積Ｙの二倍よりも小さく形成されている（Ｘ＜２×Ｙ）。
【００２１】
各伝熱フィン１３は、例えばアルミニウム等の金属板を波形状に形成した部材からなり、各熱交換チューブ１２の間にロウ付け等によって取り付けられている。各熱交換チューブ１２の各冷媒流路１２ａを流通する冷媒は、各伝熱フィン１３を介して空気と熱交換可能に構成されている。
【００２２】
以上のように構成された熱交換器において、圧縮機２を駆動させると、圧縮機２から吐出された冷媒は、室外熱交換器１０において放熱した後、膨張弁４を介して減圧され、室内熱交換器３において吸熱した後、圧縮機２に吸入される。
【００２３】
室外熱交換器１０において、圧縮機２から吐出された冷媒は、冷媒流入口１１ａから一方のヘッダ１１に流入した後に、分岐されて各熱交換チューブ１２の各冷媒流路１２ａを流通する。このとき、各冷媒流路１２ａを流通する冷媒は、絞り部１２ｇを通過することで流れが乱流状態となりやすくなるため、熱交換チューブ１２に対する熱伝達が促進される。また、各冷媒流路１２ａを流通する冷媒は、幅方向両側に設けられた連通路１２ｅを介して幅方向に１つおいて隣り合う他の冷媒流路１２ａに一部が流入する。さらに、各冷媒流路１２ａには、連通路１２ｅを介して他の冷媒流路１２ａから冷媒が流入する。絞り部１２ｇの面積Ｘは、連通路１２ｅの面積Ｙの二倍よりも小さく形成されているため（Ｘ＜２×Ｙ）、各冷媒流路１２ａと幅方向両側に１つおいて隣り合う他の冷媒流路１２ａとの間で冷媒の出入が促進される。これにより、各熱交換チューブ１２を流通する冷媒は、図６に示すように、各冷媒流路１２ａにおいて分散および合流を繰り返すことによって混合され、熱交換チューブ１２に対する熱伝達が促進される。
【００２４】
このように、本実施形態の熱交換器によれば、熱交換チューブ１２は、内部を長手方向に仕切ることにより複数の冷媒流路１２ａを形成する流路形成板１２ｂを有し、流路形成板１２ｂには、流路形成板１２ｂを構成する部材を変形させることにより一の冷媒流路１２ａと他の冷媒流路１２ａとを連通する連通路１２ｅが設けられている。これにより、連通路１２ｅの近傍のバリの発生や冷媒流路１２ａの切り屑による詰まりの発生を防止することができるので、各冷媒流路１２ａに偏りなく冷媒を流通させることができ、熱交換効率を向上させることが可能となる。
【００２５】
また、熱交換チューブ１２および流路形成板１２ｂは、金属板をロールフォーミング加工を施すことによって形成され、流路形成板１２ｂは、熱交換チューブ１２を構成する金属板と一体に形成されている。これにより、熱交換チューブ１２をロールフォーミング加工によって形成する際に流路形成板１２ｂを同時に形成することができるので、製造工程を低減することで、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００２６】
なお、前記実施形態では、車両用空気調和装置の室外熱交換器１０に本発明を適用したものを示したが、冷媒を吸熱させるために冷媒と空気とを熱交換させるものに限られず、流体と流体とを熱交換させるための熱交換器であれば、本発明を適用可能である。
【００２７】
また、前記実施形態では、流路形成板１２ｂを屈曲することによって各冷媒流路１２ａを断面略矩形状に形成するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、流路形成板１２ｂを屈曲することによって断面三角形状に形成した冷媒流路であっても本発明を適用可能である。
【００２８】
また、前記実施形態では、図６に示すように、各流体流路に、熱交換チューブ１２の流路断面の長手方向一方側の他の流体流路１２ａと連通する連通路１２ｅと、他方側の他の流体流路１２ａと連通する連通路１２ｅと、を冷媒の流通方向の同じ位置に設けるようにしたものを示したがこれに限られるものではない。例えば、図８に示すように、各流体流路１２ａに、熱交換チューブ１２の流路断面の長手方向一方側の他の流体流路１２ａと連通する連通路１２ｅと、他方側の他の流体流路１２ａと連通する連通路１２ｅと、を冷媒の流通方向に交互に設けるようにしてもよい。
【００２９】
また、前記実施形態では、連通路１２ｅによって一の冷媒流路１２ａを１つおいた他の冷媒流路１２ａと連通するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、図９に示すように、熱交換チューブ１３の流路形成板１３ｂを形成することによって複数の冷媒流路１３ａを形成し、仕切部１３ｃの先端を変形させて連通路を形成することにより、一の冷媒流路１３ａに隣り合う他の冷媒流路１３ａを連通するようにしてもよい。
【００３０】
また、前記実施形態では、各当接部１２ｄの冷媒の流通方向に互いに所定の間隔をおいて連通路１２ｅを設けるようにしたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、各冷媒流路１２ａの冷媒流通方向上流側と下流側とで連通路１２ｅを設ける間隔を変更することによって、各冷媒流路１２ａにおける冷媒の流れ方を調整するようにしてもよい。また、熱交換チューブ１２の空気の流通方向上流側に位置する冷媒流路１２ａと下流側に位置する冷媒流路１２ａとで連通路１２ｅを設ける間隔を変更することによって、各冷媒流路１２ａにおける冷媒の流れ方を調整するようにしてもよい。
【００３１】
また、例えば、熱交換チューブ１２の空気の流通方向上流側に位置する冷媒流路１２ａに、下流側に位置する冷媒流路１２ａよりも多くの連通路１２ｅを形成した場合には、空気の流通方向下流側に位置する冷媒流路１２ａよりも上流側に位置する冷媒流路１２ａにおける冷媒の分散および合流が促進されるため、より熱交換効率の向上を図ることが可能となる。
【００３２】
また、前記実施形態では、流路形成板１２ｂを、熱交換チューブ１２を構成する金属板と一体に形成したものを示したが、これに限られるものではない。例えば、図１０および図１１に示すように、流路形成板１２ｈを熱交換チューブ１２を構成する金属板と別体に形成し、流路形成板１２ｈによって熱交換チューブ１２内に複数の冷媒流路１２ａを形成するようにしてもよい。この場合も前記実施形態と同様に、流路形成板１２ｈを構成する部材を変形させることによって連通路１２ｉを形成可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０…室外熱交換器、１２…熱交換チューブ、１２ａ…冷媒流路、１２ｂ…流路形成板、１２ｃ…仕切部、１２ｄ…当接部、１２ｅ…連通路、１２ｈ…流路形成板、１２ｉ…連通路、１３…伝熱フィン、１３ａ…冷媒流路、１３ｂ…流路形成板、１３ｃ…仕切部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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