(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に、第１連通孔(1)と第2連通孔(2)とが一対ずつ配置された複数のプレート(3)(4)と、
積層される各プレート(3)(4)間に配置され、その外周に略整合する枠部(5)を有すると共に、端部の前記第１連通孔(1)に整合する位置に第１孔(6)が設けられた第１枠体(7)と、
積層される各プレート(3)(4)間に配置され、その外周に略整合する枠部(8)を有すると共に、端部に前記第2連通孔(2)の位置に整合する第2孔(9)が設けられた第２枠体(10)と、を具備し、
前記第１枠体(7)と第２枠体(10)とが各プレート(3)(4)間に交互に配置されて、前記第１枠体(7)の枠内に第２流路(11)が形成され、前記第２枠体(10)の枠内に第１流路(12)が形成されてコア(13)を構成する積層型熱交換器において、
各プレート(3)(4)の前記第１連通孔(1)および、前記第１枠体(7)の第１孔(6)に第１媒体供給用のパイプ(14)が挿入され、
前記第１枠体(7)の第１孔(6)の直径Ｄ１が、各プレート(3)(4)の前記第１連通孔(1)の直径Ｄ２より大きく形成されて、それにより隣り合う一対のプレート(3)(4)の前記第１連通孔(1)と前記第１枠体(7)の第１孔(6)との間に、ラビリンス空間(16)が形成され、その空間(16)の存在により前記パイプ(14)の軸方向に第１媒体が流通することを阻止するように構成され、
前記第２枠体(10)の両端部の枠内が、第１媒体(29)の出入口に向けて縮小する平面扇形に形成された扇部(18)を有し、その扇部分を除く枠内にインナーフィン(17)が介装され、その扇部(18)にスペーサ(20)が介装され、
そのスペーサ(20)の幅方向の両側は、前記扇部(18)の両側(18a)に整合し且つ、前記パイプ(14)の外周に沿ってその第１媒体流通方向の一端縁が対向し、その他端縁がインナーフィン(17)の縁に沿って対向する平面扇形を有し、その一端縁から他端縁に多数の平面放射状の第１媒体分配孔(19)が貫通されたことを特徴とする積層型熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の積層型熱交換器において、
前記スペーサ(20)の前記他端縁および、それに対向するインナーフィン(17)の縁が共に弧状に形成された積層型熱交換器。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の積層型熱交換器において、
前記パイプ(14)には各第１流路(12)の位置で且つ、その軸線に沿った一直線上に複数の噴出孔(15)を有し、その第１媒体(29)が気液二相状態の冷媒であり、
そのパイプ(14)の外周の各噴出孔(15)の側が、各プレート(3)(4)の第１連通孔(1)の孔縁に近接または接触した積層型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷媒蒸発器のごとく、気液二相状態の冷媒通路と、被冷却用の媒体通路とが各プレート間に交互に積層された積層型熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に記載された熱交換器は、多数のプレートを積層して、その積層方向に交互に気液二相状態の冷媒通路と、被冷却用の媒体通路とを積層したものであり、その一端部に冷媒連通孔が設けられ、その連通孔に有底の冷媒供給用パイプが挿通され、各冷媒流路に対向した位置に冷媒供給孔が形成されたものである。その冷媒連通孔にパイプを挿通する理由は、各冷媒流路に冷媒を均等に供給するためであり、そのパイプの各流路毎に冷媒供給孔を設けたものである。
【０００３】
冷媒連通孔の直径は、冷媒供給パイプの直径よりもわずかに大きくする必要がある。そのため、パイプと冷媒連通孔との間にわずかに隙間が生じ、その隙間を通じて、冷媒が冷媒パイプの軸線方向に移動して不均一な冷媒供給が行なわれるおそれがある。
そこで、その隙間を塞ぐため、特許文献１に記載の発明は、冷媒を供給したときのみ、その供給圧によりそのパイプ直径が膨張し、そのパイプの外周が孔縁部に接するようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３０９７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、冷媒の供給圧によってパイプ直径を広げることは極めて難しく、実用性に問題があった。
そこで、本発明はパイプの外直径が連通孔の口径よりもわずかに小であっても、その隙間から冷媒がパイプの軸線方向に流通しないようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、端部に、第１連通孔(1)と第2連通孔(2)とが一対ずつ配置された複数のプレート(3)(4)と、
積層される各プレート(3)(4)間に配置され、その外周に略整合する枠部(5)を有すると共に、端部の前記第１連通孔(1)に整合する位置に第１孔(6)が設けられた第１枠体(7)と、
積層される各プレート(3)(4)間に配置され、その外周に略整合する枠部(8)を有すると共に、端部に前記第2連通孔(2)の位置に整合する第2孔(9)が設けられた第２枠体(10)と、を具備し、
前記第１枠体(7)と第２枠体(10)とが各プレート(3)(4)間に交互に配置されて、前記第１枠体(7)の枠内に第２流路(11)が形成され、前記第２枠体(10)の枠内に第１流路(12)が形成されてコア(13)を構成する積層型熱交換器において、
各プレート(3)(4)の前記第１連通孔(1)および、前記第１枠体(7)の第１孔(6)に第１媒体供給用のパイプ(14)が挿入され、
前記第１枠体(7)の第１孔(6)の直径Ｄ１が、各プレート(3)(4)の前記第１連通孔(1)の直径Ｄ２より大きく形成されて、それにより隣り合う一対のプレート(3)(4)の前記第１連通孔(1)と前記第１枠体(7)の第１孔(6)との間に、ラビリンス空間(16)が形成され、その空間(16)の存在により前記パイプ(14)の軸方向に第１媒体が流通することを阻止するように構成され、
前記第２枠体(10)の両端部の枠内が、第１媒体(29)の出入口に向けて縮小する平面扇形に形成された扇部(18)を有し、その扇部分を除く枠内にインナーフィン(17)が介装され、その扇部(18)にスペーサ(20)が介装され、
そのスペーサ(20)の幅方向の両側は、前記扇部(18)の両側(18a)に整合し且つ、前記パイプ(14)の外周に沿ってその第１媒体流通方向の一端縁が対向し、その他端縁がインナーフィン(17)の縁に沿って対向する平面扇形を有し、その一端縁から他端縁に多数の平面放射状の第１媒体分配孔(19)が貫通されたことを特徴とする積層型熱交換器である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の積層型熱交換器において、
前記スペーサ(20)の前記他端縁および、それに対向するインナーフィン(17)の縁が共に弧状に形成された積層型熱交換器である。
【０００８】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の積層型熱交換器において、
前記パイプ(14)には各第１流路(12)の位置で且つ、その軸線に沿った一直線上に複数の噴出孔(15)を有し、その第１媒体(29)が気液二相状態の冷媒であり、
そのパイプ(14)の外周の各噴出孔(15)の側が、各プレート(3)(4)の第１連通孔(1)の孔縁に近接または接触した積層型熱交換器である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の積層型熱交換器は、第１枠体７の第１孔６の直径Ｄ１が、各プレート３、プレート４の第１連通孔１の直径Ｄ２より大に形成され、それにより隣合う一対のプレート３、プレート４の第１連通孔１と第１枠体７の第１孔６との間にラビリンス空間16が形成されている。そのラビリンス空間16の存在により、パイプ14の軸方向に気体が流通することを防止したものである。
この構成により、パイプ14の外周と各プレート３、プレート４の第１連通孔１との間にわずかな隙間を形成することが可能となり、それによってパイプ14を各第１連通孔１に挿入することができると共に、その気体のバイパスを阻止することができる。そして、パイプ14の噴出孔15から放出した第１媒体29を第１流路12に均等に分配することができる。これは、第１媒体29が噴出孔15から噴出した後に、それがパイプ14の軸方向に移動することをラビリンス空間16が防止するからである。
また、第２枠体10の扇部18にスペーサ20を介装し、そのスペーサ20に平面放射状の分配孔19を多数貫通させているので、インナーフィン17の各部に均等に第１媒体29を分配することができる。
【００１１】
上記構成において、請求項２に記載のように、スペーサ20の他端縁およびそれに対向するインナーフィン17の縁を共に弧状に形成した場合には、さらに第１媒体29をインナーフィン17の各部に均等に分配することができる。
上記構成において、請求項３に記載のように、パイプ14の複数の噴出孔15を第１流路12の軸線に沿った一直線上に配置し、そのパイプ14の外周の噴出孔15側をプレート３、プレート４の第１連通孔１の孔縁に近接または接触させた場合には、効果的に第１媒体29がパイプ14の軸方向に移動することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の積層型熱交換器の分解斜視図。
【図２】同組立て状態を示す正面図。
【図３】同平面図。
【図４】図２のIV−IV断面図。
【図５】図４のV-V断面図。
【図６】図４のVI-VI断面図。
【図７】図３のVII-VII断面拡大図であって、本発明の要部を示す。
【図８】図７のVIII部拡大図。
【図９】図７のIX-IX断面図。
【図１０】図７のX-X断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
本発明の積層型熱交換器は、多数のプレート３、４とそれらの一枚おきに介装される第１枠体７と第２枠体10とを有する。
プレート３、プレート４は、略長方形の平面を有し、その対角位置に一対の舌片部27が突設され、そこに第２連通孔２が穿設されている。また、その両端部の中央には第１連通孔１が穿設されている。その第１連通孔１および第２連通孔２の近傍を除き、各プレートには多数のディンプル21が設けられている。プレート３はそのディンプル21が下方に突出し、プレート４は上方に突出する。
【００１４】
次に、第１枠体７は各プレート３，４の外周に整合する外周を有し、その長手方向中央位置に一対の第１孔６が穿設されている。
第２枠体10は、その外周が各プレートに整合するとともに、その両端部の内側に扇状の扇部18を有し、一対の舌片部27に一対の第２孔９が穿設されている。この第２孔９と各プレート３，４の第２連通孔２とは各直径が整合する。
そして、プレート３とプレート４とが交互に積層されるとともに、各プレート間に第１枠体７と第２枠体10とが交互に介装される。第２枠体10の内部にはインナーフィン17とスペーサ20とが介装される。また、積層方向の上端および下端には、端プレート31が配置される。下端側の端プレート31には第１連通孔１が存在しない。上端側の第１連通孔１にはそれぞれボス部22が取付けられる。
【００１５】
プレート３およびプレート４の第１連通孔１の直径Ｄ２は、第１枠体７の第１孔６の直径Ｄ１よりも小であり、且つパイプ14の直径Ｄ３よりもわずかに大である。このパイプ14は各第１連通孔１、第１孔６に挿通されるものであり、この例では下端が閉塞され、一側に一列に噴出孔15が穿設されている。噴出孔15の間隔は、第２枠体10内の第１流路12の間隔に配置されている。
【００１６】
次に、スペーサ20はその厚みが第２枠体10の厚みに整合し、その幅方向両側は第２枠体10の扇部18の両側18ａに整合する。そして、パイプ14の外周に沿って、そのスペーサ20の一端側が同一隙間で対向し、その他端側がインナーフィン17の縁の円弧面に沿って平面扇形を有する。そして、その一端側から他端側に多数の平面放射状の分配孔19が貫通されている。
【００１７】
このようにしてなる各部品が積層され、それらの間が一体にろう付け固定される。なお、最下端の端プレート31の第２連通孔２には、第２媒体30用のパイプ28が接続される。
そして、図２に示すごとく、上端のパイプ14から第１媒体29として気液二相状態の冷媒が各第１流路12に供給され、下端の一方のパイプ28から被冷却用の第２媒体30が各第２流路11に供給され、第１媒体29と第２媒体30との間に熱交換が行われる。
【００１８】
（作用）
気液二相状態の第１媒体29は、図７においてパイプ14に供給され、各噴出孔15から第１流路12に分配される。このとき、プレート３、４の第１連通孔１の内直径はパイプ14の外直径よりもわずかに大であり、そこにわずかな隙間が形成される。そのため、パイプ14を第１連通孔１に容易に挿通することが可能である。なお、パイプ14はその噴出孔15側が第１連通孔１の孔縁に近接または接触し、その噴出孔15がスペーサ20側に向けられることが好ましい。
【００１９】
そのパイプ14とスペーサ20との間には図９のごとく、第１マニホールド34が設けられ、スペーサ20とインナーフィン17との間には第２マニホールド35が形成される。そして第１枠体７の第１孔６の外直径Ｄ１は、プレート３、プレート４の第１連通孔１の外直径Ｄ２よりも大きく形成されているから、各プレート３，４の第１連通孔１と第１枠体７の第１孔６の孔縁部との間には、ラビリンス空間16が形成される。
【００２０】
そして、図８に示すごとく、噴出孔15から供給された気液二相状態の第１媒体29は第１マニホールド34に流入し、スペーサ20の各分配孔19を介して第１流路12に供給される。
このとき、第１媒体29の一部はパイプ14と、プレート３、４の第１連通孔１とのわずかな隙間からパイプ14の軸線方向に移動する。しかし、その移動先にはラビリンス空間16が形成されているため、第１媒体29はそのラビリンス空間16から軸方向に逃げ出すことが難しくなる。結果として、第１媒体29はパイプ14の軸線方向に移動することが殆どない。
【００２１】
しかも、パイプ14とプレート３、プレート４の第１連通孔１との間にはわずかな隙間を設けることができる。そのため、図７のごとくパイプ14を相フランジ23、ボス部22を介して、第１連通孔１に容易に挿通することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１  第１連通孔
２  第２連通孔
３  プレート
４  プレート
５  枠部
６  第１連通孔
７  第１枠体
８  枠部
９  第２連通孔
10  第２枠体
【００２３】
11  第２流路
12  第１流路
13  コア
14  パイプ
15  噴出孔
16  ラビリンス空間
17  インナーフィン
18  扇部
18ａ  両側
19  分配孔
20  スペーサ
【００２４】
21  ディンプル
22  ボス部
23  相フランジ
24  Ｏリング
25  締結具
26  爪部
27  舌片部
28  パイプ
29  第１媒体
30  第２媒体
【００２５】
31  端プレート
32  枠突出部
33  隙間
34  第１マニホールド
35  第２マニホールド
【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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