(57)【要約】【課題】第１流体の熱交換チューブに対する熱伝達を促進し、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には、厚さ方向両側の内面に幅方向に渡って内側に張り出すように設けられた複数の凸部１２ｂによって、厚さ方向に蛇行しながら延びる冷媒流路１２ａが形成されている。これにより、冷媒の熱交換チューブ１２に対する熱伝達の促進を図ることができるので、冷媒と空気との熱交換効率を向上させることが可能となる。【選択図】図６
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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、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熱交換器であって、
熱交換チューブには、厚さ方向両側の内面に幅方向に渡って内側に張り出すように設けられた複数の凸部によって、厚さ方向に蛇行しながら延びる流体流路が形成されている
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
各熱交換チューブの間に設けられ、波形状に形成された伝熱フィンを備え、
各凸部は、熱交換チューブの厚さ方向両側に位置する部材を外側から内側に向かって張り出させるように変形することによって形成され、
熱交換チューブの厚さ方向両側の外面には、各凸部に対応する位置に幅方向に延びる凹部が設けられ、
各凹部には、伝熱フィンの波形状の頂部が配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
熱交換チューブは、流体流路が上下方向に向けて配置され、
熱交換チューブの厚さ方向両側の外面には、熱交換チューブおよび伝熱フィンにおいて生じる結露水を下方に案内する案内溝が形成されている
ことを特徴とする請求項２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、中空扁平状に形成され、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（例えば、特許文献１参照）。この熱交換器は、例えば、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吸熱させるヒートポンプサイクルのエバポレータとして用いることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０１−１８１０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記熱交換器では、熱交換チューブ内を第１流体が層流状態で流れる場合や、熱交換チューブ内面の第１流体に対する伝熱面積が小さい場合において、第１流体と熱交換チューブとの間において伝達される熱量が小さく、熱交換効率が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明の目的とするところは、第１流体の熱交換チューブに対する熱伝達を促進し、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】
【０００６】
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、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熱交換器であって、熱交換チューブには、厚さ方向両側の内面に幅方向に渡って内側に張り出すように設けられた複数の凸部によって、厚さ方向に蛇行しながら延びる流体流路が形成されている。
【０００７】
これにより、流体流路を流通する冷媒の流れが乱流状態となりやすくなるとともに、流体流路内の第１流体との伝熱面積が拡大されることから、冷媒の熱交換チューブに対する熱伝達が促進される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、熱交換チューブに対する熱伝達を促進することが可能となるので、第１流体と第２流体との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】
【０００９】
【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】熱交換器の要部を示す図である。
【図４】熱交換チューブの一部を切断した状態を示す斜視図である。
【図５】熱交換チューブの斜視図である。
【図６】冷媒流路を流通する冷媒の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１乃至図６は、本発明の一実施形態を示すものである。
【００１１】
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内に設けられた本発明の室内熱交換器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、室内熱交換器１０の他に、冷媒を圧縮するための圧縮機２と、車室Ａ外に設けられた室外熱交換器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。
【００１２】
冷媒回路１は、室外熱交換器３において冷媒を放熱させるとともに、室内熱交換器１０において冷媒を吸熱させることにより車室Ａ内の冷房を行っている。
【００１３】
室内熱交換器１０は、図１に示すように、互いに間隔をおいて設けられた上下一対のヘッダ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。
【００１４】
各ヘッダ１１は、例えばアルミニウム等の金属からなり、中心軸が水平方向に延びる中空円筒状に形成された部材である。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。
【００１５】
各熱交換チューブ１２は、例えばアルミニウム等の金属からなり、上下方向に延びる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）に仕切ることによって、図５に示すように、冷媒が流通する流体流路としての冷媒流路１２ａが流路断面の長手方向（幅方向）に複数形成されている。
【００１６】
また、各熱交換チューブ１２の厚さ方向両側には、図４に示すように、熱交換チューブ１２を構成する部材を外側からそれぞれ内側に向かって変形させることによって、冷媒流路１２ａ内に幅方向に渡って張り出す複数の凸部１２ｂと、凸部１２ｂに対応する位置の熱交換チューブ１２の外周面に幅方向に延びる溝状の複数の凹部１２ｃと、が形成される。各凸部１２ｂおよび各凹部１２ｃは、冷媒流路１２ａの延びる方向に、熱交換チューブ１２の厚さ方向一方および他方に交互に設けられている。これにより、冷媒流路１２ａは、熱交換チューブ１２の厚さ方向に蛇行しながら延びるように形成される。また、凹部１２ｃの深さ寸法は、伝熱フィン１３の厚さ寸法以上の寸法に形成されている。
【００１７】
さらに、各熱交換チューブ１２の厚さ方向両側には、図５に示すように、熱交換チューブ１２の幅方向に延びる凹部１２ｃと直交する方向、即ち、熱交換チューブ１２の冷媒流通方向に延びる案内溝としての排水溝１２ｄが各凹部１２ｃの間に設けられている。各排水溝１２ｄは、熱交換チューブ１２や伝熱フィン１３において生じる結露水を下方に案内するためのものである。各排水溝１２ｄは、上端側の幅寸法が上端に向かって徐々に大きく形成されており、上方から流れ落ちる結露水を各熱交換チューブ１２の幅方向中央部に案内することが可能に構成されている。
【００１８】
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る。各伝熱フィン１３の波形状の各頂部１３ａは、熱交換チューブ１２の凹部１２ｃに密接する形状に形成されており、各頂部１３ａが熱交換チューブ１２の凹部１２ｃに密接した状態でロウ付け等によって取り付けられている。
【００１９】
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３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１０において吸熱した後、圧縮機２に吸入される。
【００２０】
このとき、室内熱交換器１０において、膨張弁４によって減圧された冷媒は、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、冷媒は、冷媒流路１２ａが熱交換チューブ１２の厚さ方向に蛇行する冷媒流路１２ａを流通するため、冷媒流路１２ａにおいて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、冷媒流路１２ａは、凸部１２ｂが張り出すことによって直線状の冷媒流路と比較して伝熱面積が大きくなる。これにより、熱交換チューブ１２に対する熱伝達が促進される。
【００２１】
また、伝熱フィン１３の頂部１３ａは、熱交換チューブ１２の凹部１２ｃに密接した状態で取り付けられているため、伝熱フィン１３と熱交換チューブ１２とを面接触させることで冷媒と空気との熱交換が促進される。また、伝熱フィン１３の頂部１３ａが熱交換チューブ１２の凹部１２ｃに密接した状態で取り付けられているため、伝熱フィン１３と熱交換チューブ１２との間に小さな隙間ができることはなく、塵埃の詰まりや着霜が生じにくくなる。
【００２２】
また、室内熱交換器１０では、冷媒が吸熱することから熱交換される空気が冷却されて熱交換チューブ１２や伝熱フィン１３に結露が生じる。熱交換チューブ１２や伝熱フィン１３おいて生じた結露水は、熱交換チューブ１２の排水溝１２ｄに沿って下方に案内される。
【００２３】
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には、厚さ方向両側の内面に幅方向に渡って内側に張り出すように設けられた複数の凸部１２ｂによって、厚さ方向に蛇行しながら延びる冷媒流路１２ａが形成されている。これにより、冷媒の熱交換チューブ１２に対する熱伝達の促進を図ることができるので、冷媒と空気との熱交換効率を向上させることが可能となる。
【００２４】
また、熱交換チューブ１２は、熱交換チューブ１２の厚さ方向両側の外面には、各凸部１２ｂに対応する位置に幅方向に延びる凹部１２ｃが設けられ、各凹部１２ｃには、伝熱フィン１３の波形状の頂部１３ａが配置される。これにより、熱交換チューブ１２の凹部１２ｃに伝熱フィン１３の頂部１３ａを密接した状態で取り付けることによって、伝熱フィン１３と熱交換チューブ１２との間に小さな隙間が生じることを防止できるので、塵埃の詰まりや着霜を生じにくくすることが可能となる。
【００２５】
また、熱交換チューブ１２は、冷媒流路１２ａが上下方向に向けて配置され、熱交換チューブ１２の厚さ方向両側の外面には、熱交換チューブ１２および伝熱フィン１３において生じる結露水を下方に案内する排水溝１２ｄが形成されている。これにより、熱交換チューブ１２および伝熱フィン１３において生じた結露水を確実に排出することができるので、より着霜を生じにくくす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内熱交換器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、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、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。
【符号の説明】
【００２８】
１０…室内熱交換器、１２…熱交換チューブ、１２ａ…冷媒流路、１２ｂ…凸部、１２ｃ…凹部、１３…伝熱フィン、１３ａ…頂部。
【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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