JP2007263453A - Heat exchanger - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease the number of part items to achieve reduction of weight and cost while securing pressure tightness to withstand CO<SB>2</SB>refrigerant, in a heat exchanger used in an evaporator of an air conditioner for a vehicle. <P>SOLUTION: The heat exchanger includes: a core part 10 provided with: a refrigerant passage formed inside and a plurality of substantially U-shaped tubes and cooling fins 12 which are alternately arrayed adjacent to each other; a header tank 20 provided with a plurality of refrigerant passages 21 for inlet communicating with a refrigerant inlet end of each tube 11 and a plurality of refrigerant passages 22 for outlet communicating with the refrigerant outlet end, which are alternately disposed along the direction of arraying the tubes 11; an inlet sub-tank 30 communicating with only the refrigerant passages 21 for inlet of the header tank 20; and an outlet sub-tank 40 communicating with only the refrigerant passages 22 for outlet of the header tank. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

Translated fromJapanese

本発明は、車両用空調装置の蒸発器などに用いられる熱交換器に関し、とくにＣＯ２などの高圧流体を冷媒とする熱交換器に関する。  The present invention relates to a heat exchanger used for an evaporator of a vehicle air conditioner, and more particularly to a heat exchanger using a high-pressure fluid such asCO 2 as a refrigerant.

近年、車両用空調装置の冷凍サイクルに用いられる冷媒として、環境への影響が少ないＣＯ２などの自然冷媒が注目されている。このようなＣＯ２冷媒は現行冷媒よりも高温高圧で使用されるため、熱交換器においても高い耐圧性が求められている。  In recent years, natural refrigerants such asCO 2 that have little influence on the environment have attracted attention as refrigerants used in the refrigeration cycle of vehicle air conditioners. Since such a CO2 refrigerant is used at a higher temperature and pressure than current refrigerants, high pressure resistance is also required in heat exchangers.

こうした高温高圧の冷媒圧力に耐え得る熱交換器の従来技術として、熱交換器のヘッダ間をＵ字形に連続して蛇行させた複数のチューブで並列に連結したサーペンタイン形の熱交換器が提案されている（特許文献１参照）。また、冷媒の流入パイプを複数の入口パイプにより分岐するとともに、冷媒チューブを各入口パイプの入口端を接続した複数のチューブサブユニットとして構成し、且つこれら複数のチューブサブユニットの出口端を接続した複数の出口パイプを流出パイプに集合させて、複数のチューブサブユニットからなる並列な冷媒通路を形成するように構成した熱交換器が提案されている（特許文献２参照）。さらに、上下のヘッダ間をＳ字形のチューブで接続したコアユニットを複数隣接配置し、各コアユニットの上側ヘッダを分配管に接続するとともに、各コアユニットの下側ヘッダを集合管に接続し、分配管の入口部をコアユニットの並び方向の一側に、また集合管の出口部をコアユニットの並び方向の他側にそれぞれ配置した熱交換器が提案されている（特許文献３参照）。
特開２０００−２８２２６号公報特開２０００−３０４４７２公報特開２００２−３４９９９８公報As a conventional heat exchanger that can withstand such high-temperature and high-pressure refrigerant pressure, a serpentine-type heat exchanger is proposed in which the headers of the heat exchanger are connected in parallel with a plurality of U-shaped meandering tubes. (See Patent Document 1). Further, the refrigerant inflow pipe is branched by a plurality of inlet pipes, the refrigerant tube is configured as a plurality of tube subunits connected to the inlet ends of the respective inlet pipes, and the outlet ends of the plurality of tube subunits are connected. There has been proposed a heat exchanger configured to collect a plurality of outlet pipes into an outflow pipe to form parallel refrigerant passages composed of a plurality of tube subunits (see Patent Document 2). Further, a plurality of core units, in which the upper and lower headers are connected by an S-shaped tube, are arranged adjacent to each other, and the upper headers of the core units are connected to the distribution pipes, and the lower headers of the core units are connected to the collecting pipes. There has been proposed a heat exchanger in which an inlet portion of a distribution pipe is arranged on one side in the arrangement direction of the core units and an outlet portion of the collecting pipe is arranged on the other side in the arrangement direction of the core units (see Patent Document 3).
JP 2000-28226 A JP 2000-304472 A JP 2002-349998 A

しかしながら、特開２０００−２８２２６号公報に示された熱交換器では、多穴管のチューブを複数回蛇行させているために冷媒通路が長くなり、通路抵抗が高くなる。また熱交換器として奥行きがある場合にはヘッダとなるパイプの耐圧を確保するためにチューブを複数に分割する必要があり、部品点数が多くなるという課題があった。  However, in the heat exchanger disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-28226, the multi-hole tube is meandered a plurality of times, so that the refrigerant passage becomes longer and the passage resistance becomes higher. Further, when there is a depth as a heat exchanger, it is necessary to divide the tube into a plurality of parts in order to ensure the pressure resistance of the pipe serving as a header, and there is a problem that the number of parts increases.

また、特開２０００−３０４４７２公報に示された熱交換器では、耐圧性を確保するためにパイプ径を大きくすることができず、径の小さな１本のパイプに２本のチューブを接合しなければならないため組み付け工数が増え、部品点数も多くなるという課題があった。  Further, in the heat exchanger disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-304472, the pipe diameter cannot be increased in order to ensure pressure resistance, and two tubes must be joined to one pipe having a small diameter. As a result, the assembly man-hours increase and the number of parts increases.

また、特開２００２−３４９９９８公報に示された熱交換器では、各コアユニットごとに上下にヘッダー部材を設ける必要があるため、部品点数が多くなるという課題があった。  Moreover, in the heat exchanger shown by Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-349998, since it was necessary to provide a header member up and down for every core unit, there existed a subject that a number of parts increased.

この発明の目的は、ＣＯ２冷媒に耐え得る耐圧性を確保しながら、部品点数を少なくして軽量且つ低コストな熱交換器を提供することにある。  An object of the present invention is to provide a heat exchanger that is light in weight and low in cost by reducing the number of components while ensuring pressure resistance that can withstandCO 2 refrigerant.

上記目的を達成するため、請求項１に係わる発明は、内部に冷媒通路が形成され且つ略Ｕ字形に成形されたチューブ及び冷却用のフィンを隣接して交互に複数列設してなるコア部と、前記各チューブの冷媒入口端部と連通する複数の第１冷媒通路、及び前記各チューブの冷媒出口端部と連通する複数の第２冷媒通路を備え、前記第１冷媒通路及び前記第２冷媒通路を前記チューブの列設方向に沿って交互に設けるとともに、前記各第１冷媒通路及び各第２冷媒通路と前記各チューブとを連通させるチューブ挿入孔を設けたヘッダタンクと、前記ヘッダタンクに接合され、前記複数の第１冷媒通路と連通し且つ前記複数の第２冷媒通路と連通しない第１サブタンクと、前記ヘッダタンクに接合され、前記複数の第２冷媒通路と連通し且つ前記複数の第１冷媒通路と連通しない第２サブタンクとを備えることを特徴とする熱交換器である。  In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a core portion in which a refrigerant passage is formed therein and a tube formed in a substantially U shape and cooling fins are alternately arranged in rows. And a plurality of first refrigerant passages communicating with the refrigerant inlet ends of the tubes, and a plurality of second refrigerant passages communicating with the refrigerant outlet ends of the tubes, the first refrigerant passages and the second refrigerant passages. A header tank provided with a tube insertion hole for alternately connecting the refrigerant passages along the direction in which the tubes are arranged and communicating the first refrigerant passages and the second refrigerant passages with the tubes; and the header tank Connected to the plurality of first refrigerant passages and not to communicate with the plurality of second refrigerant passages; and joined to the header tank; communicated with the plurality of second refrigerant passages; A heat exchanger, characterized in that it comprises a first refrigerant passage and communicating with no second subtank.

本発明によれば、チューブの形状を略Ｕ字形としているため、複数回蛇行させたチューブに比べて１本あたりの冷媒通路が短くなり、通路抵抗を低くすることができる。  According to the present invention, since the shape of the tube is substantially U-shaped, the refrigerant passage per one is shortened and the passage resistance can be reduced as compared with the tube meandered a plurality of times.

また、パイプ材からなるヘッダタンクのようにヘッダタンクの耐圧性を確保するためにチューブを複数に分割する必要がないので、部品点数を少なくすることができる。  Further, since it is not necessary to divide the tube into a plurality of parts in order to ensure the pressure resistance of the header tank unlike a header tank made of a pipe material, the number of parts can be reduced.

また、ヘッダタンクが１つ（入口出口共用）となり、更に各チューブごとに第１冷媒通路、第２冷媒通路を形成しているため、冷媒通路の径を小さくすることができる。したがって、ヘッダタンク自体の厚みを薄くすることができるので、軽量化を図ることができる。また、ヘッダタンクに複数のチューブを接合するようにしたので、チューブに冷媒を分配するために複数のパイプを接続する構成に比べて組み付け工数を少なくすることができ、また部品点数を少なくすることもできる。  Moreover, since the number of header tanks is one (shared inlet and outlet) and the first refrigerant passage and the second refrigerant passage are formed for each tube, the diameter of the refrigerant passage can be reduced. Therefore, since the thickness of the header tank itself can be reduced, the weight can be reduced. In addition, since a plurality of tubes are joined to the header tank, the number of assembling steps can be reduced and the number of parts can be reduced compared to a configuration in which a plurality of pipes are connected to distribute refrigerant to the tubes. You can also.

さらには、１つのヘッダタンクですべてのチューブと接続させることができるため、各チューブごとにヘッダタンクを設けた構成と比べて部品点数を少なくすることができる。  Furthermore, since it can connect with all the tubes with one header tank, compared with the structure which provided the header tank for every tube, a number of parts can be decreased.

したがって、本発明に係わる熱交換器によれば、ＣＯ２冷媒に耐え得る耐圧性を確保しながらも、部品点数を少なくすることができるため、軽量化と低コストを実現することができる。  Therefore, according to the heat exchanger according to the present invention, it is possible to reduce the number of parts while ensuring the pressure resistance that can withstand the CO2 refrigerant, and thus it is possible to realize weight reduction and low cost.

以下、本発明に係わる熱交換器の実施形態について図面を参照しながら説明する。  Hereinafter, embodiments of a heat exchanger according to the present invention will be described with reference to the drawings.

［実施形態１］
図１は実施形態１に係わる熱交換器１の構成図、図２は熱交換器から入口サブタンクを除いた構成図である。[Embodiment 1]
FIG. 1 is a configuration diagram of a heat exchanger 1 according to the first embodiment, and FIG. 2 is a configuration diagram in which an inlet sub tank is removed from the heat exchanger.

本実施形態の熱交換器１は、図１に示すように、内部に冷媒を流通させて通過空気との間で熱交換を行うコア部１０と、コア部１０に冷媒を供給し、またコア部１０で熱交換した冷媒を吐出するヘッダタンク２０と、ヘッダタンク２０に冷媒を供給する入口サブタンク３０と、ヘッダタンク２０から吐出された冷媒を外部に排出する出口サブタンク４０とを備えている。  As shown in FIG. 1, the heat exchanger 1 of the present embodiment has acore part 10 that circulates a refrigerant therein and exchanges heat with the passing air, and supplies the refrigerant to thecore part 10. Aheader tank 20 that discharges the refrigerant heat-exchanged in theunit 10, aninlet subtank 30 that supplies the refrigerant to theheader tank 20, and anoutlet subtank 40 that discharges the refrigerant discharged from theheader tank 20 to the outside.

コア部１０は、内部に複数の冷媒流路が形成されたチューブ１１と、冷却用のフィン１２とが隣接するように交互に複数列設したものである。チューブ１１は、多穴管の扁平チューブであり、略Ｕ字形に成形されている。各チューブ１１では、一方の端から冷媒が流入し、内部に形成された複数の冷媒流路を流れ、他方の端から吐出される。このように、チューブ１１の一端は冷媒入口端部となり、他端は冷媒出口端部となる。また、列設方向の最外側となるフィン１２の更に外側には補強部材としてサイドプレート１３が取り付けられている。これら各部は炉中でのロウ付けにより一体に接合されている。  Thecore portion 10 is provided in a plurality of rows alternately so that thetubes 11 in which a plurality of refrigerant flow paths are formed and thecooling fins 12 are adjacent to each other. Thetube 11 is a flat tube of a multi-hole tube, and is formed in a substantially U shape. In eachtube 11, the refrigerant flows in from one end, flows through a plurality of refrigerant channels formed inside, and is discharged from the other end. Thus, one end of thetube 11 serves as a refrigerant inlet end, and the other end serves as a refrigerant outlet end. In addition, aside plate 13 is attached as a reinforcing member on the outer side of thefins 12 that are the outermost side in the row direction. These parts are joined together by brazing in a furnace.

ヘッダタンク２０は、板厚の厚い金属部材により構成され、図２に示すように、断面略円形の入口用冷媒通路２１と、出口用冷媒通路２２とがそれぞれ複数形成されると共に、これら各冷媒通路とコア部１０との接合面側とを連通するチューブ挿入孔（図示せず）が形成されている。  Theheader tank 20 is made of a thick metal member, and as shown in FIG. 2, a plurality ofinlet refrigerant passages 21 andoutlet refrigerant passages 22 each having a substantially circular cross section are formed. A tube insertion hole (not shown) that communicates the passage and the joint surface side of thecore portion 10 is formed.

ここで、ヘッダタンク２０内における各冷媒通路の配置について説明する。図３は、ヘッダタンク２０とコア部１０との接続部分の構成を示す部分側面図である。図３に示すように、ヘッダタンク２０の下段には、幅方向に貫通する複数の入口用冷媒通路２１がチューブ１１の列設方向に沿って一列に形成されている。また上段には、同じく幅方向に貫通する複数の出口用冷媒通路２２がチューブ１１の列設方向に沿って一列に形成されている。これら入口用冷媒通路２１、出口用冷媒通路２２は、チューブ１１の列設方向に沿って一つおきに交互に且つ上下に分かれて並ぶように形成されている。また、ヘッダタンク２０の底部には、チューブ１１を挿入する複数のチューブ挿入孔２３が形成されている。これら各チューブ挿入孔２３は、入口用冷媒通路２１、出口用冷媒通路２２と連通している。  Here, the arrangement of the refrigerant passages in theheader tank 20 will be described. FIG. 3 is a partial side view illustrating a configuration of a connection portion between theheader tank 20 and thecore portion 10. As shown in FIG. 3, a plurality ofinlet refrigerant passages 21 penetrating in the width direction are formed in a row along the row direction of thetubes 11 in the lower stage of theheader tank 20. In the upper stage, a plurality ofoutlet refrigerant passages 22 penetrating in the width direction are formed in a line along the direction in which thetubes 11 are arranged. Theseinlet refrigerant passages 21 andoutlet refrigerant passages 22 are formed so as to be alternately arranged in the upper and lower portions along the row direction of thetubes 11. A plurality oftube insertion holes 23 for inserting thetubes 11 are formed at the bottom of theheader tank 20. Each of thetube insertion holes 23 communicates with theinlet refrigerant passage 21 and theoutlet refrigerant passage 22.

ヘッダタンク２０に形成されたチューブ挿入孔２３には、コア部１０の各チューブ１１の端部が挿入されている。図３に示すように、チューブ１１の冷媒入口端部１１ａは入口用冷媒通路２１とつながるチューブ挿入孔２３に挿入され、入口用冷媒通路２１と連通している。またチューブ１１の冷媒出口端部１１ｂは出口用冷媒通路２２とつながるチューブ挿入孔２３に挿入され、出口用冷媒通路２２と連通している。これにより、下段の入口用冷媒通路２１から供給された冷媒は、チューブ１１の冷媒入口端部１１ａから流入してチューブ内を流れ、同じチューブ１１の冷媒出口端部１１ｂから吐出して上段の出口用冷媒通路２２から吐出されることになる。  End portions of thetubes 11 of thecore portion 10 are inserted into thetube insertion holes 23 formed in theheader tank 20. As shown in FIG. 3, the refrigerantinlet end portion 11 a of thetube 11 is inserted into thetube insertion hole 23 connected to theinlet refrigerant passage 21 and communicates with theinlet refrigerant passage 21. The refrigerantoutlet end portion 11 b of thetube 11 is inserted into atube insertion hole 23 connected to theoutlet refrigerant passage 22 and communicates with theoutlet refrigerant passage 22. Thus, the refrigerant supplied from the lowerinlet refrigerant passage 21 flows from the refrigerantinlet end portion 11a of thetube 11 and flows through the tube, and is discharged from the refrigerantoutlet end portion 11b of thesame tube 11 to be discharged from the upper stage. Therefrigerant passage 22 is discharged.

次に、入口サブタンク３０、出口サブタンク４０の構成を図４、図５により説明する。ただし各図においてコア部１０の図示を省略する。  Next, the configuration of theinlet sub-tank 30 and theoutlet sub-tank 40 will be described with reference to FIGS. However, illustration of thecore part 10 is abbreviate | omitted in each figure.

図４は、入口サブタンク３０の構成を示す断面図であり、図１のＡ−Ａ線断面図に相当する。入口サブタンク３０は、板厚の厚い金属部材により構成され、内部には長手方向に沿って入口側冷媒通路３２が形成されている。この入口側冷媒通路３２の側壁面には、入口用冷媒通路２１と連通する入口連通孔３１が複数形成されている。この入口連通孔３１の孔径、配置間隔は、ヘッダタンク２０の入口用冷媒通路２１の孔径、配置間隔と同一となるように設定されている。なお、入口側冷媒通路３２の側壁面には出口用冷媒通路２２と連通する孔は形成されていない。  4 is a cross-sectional view showing the configuration of theinlet sub-tank 30, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. Theinlet sub-tank 30 is formed of a thick metal member, and an inlet-side refrigerant passage 32 is formed in the inside along the longitudinal direction. A plurality ofinlet communication holes 31 communicating with theinlet refrigerant passage 21 are formed on the side wall surface of the inletside refrigerant passage 32. The hole diameter and the arrangement interval of theinlet communication hole 31 are set to be the same as the hole diameter and the arrangement interval of theinlet refrigerant passage 21 of theheader tank 20. Note that a hole communicating with theoutlet refrigerant passage 22 is not formed in the side wall surface of the inletside refrigerant passage 32.

図５は、出口サブタンク４０の構成を示す断面図であり、図１のＢ−Ｂ線断面図に相当する。出口サブタンク４０は、板厚の厚い金属部材により構成され、内部には長手方向に沿って出口側冷媒通路４２が形成されている。この出口側冷媒通路４２の側壁面には、出口用冷媒通路２２と連通する出口連通孔４１が複数形成されている。この出口連通孔４１の孔径、配置間隔は、ヘッダタンク２０の出口用冷媒通路２２の孔径、配置間隔と同一となるように設定されている。なお、出口側冷媒通路４２の側壁面には入口用冷媒通路２１と連通する孔は形成されていない。  FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of theoutlet sub-tank 40, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. Theoutlet sub tank 40 is made of a thick metal member, and an outletside refrigerant passage 42 is formed in the inside along the longitudinal direction. A plurality ofoutlet communication holes 41 communicating with theoutlet refrigerant passage 22 are formed on the side wall surface of the outletside refrigerant passage 42. The hole diameter and the arrangement interval of theoutlet communication holes 41 are set to be the same as the hole diameter and the arrangement interval of theoutlet refrigerant passage 22 of theheader tank 20. Note that a hole communicating with theinlet refrigerant passage 21 is not formed in the side wall surface of the outletside refrigerant passage 42.

上記各サブタンクはヘッダタンク２０のどちらの側に配置してもよいが、熱交換効率を高めるためには、入口サブタンク３０はコア部１０を通過する空気の流れ方向に対して風下側に配置し、出口サブタンク４０は風上側に配置することが望ましい。  The sub tanks may be arranged on either side of theheader tank 20, but in order to increase heat exchange efficiency, theinlet sub tank 30 is arranged on the leeward side with respect to the flow direction of the air passing through thecore portion 10. The outlet sub-tank 40 is preferably arranged on the windward side.

上述したコア部１０、ヘッダタンク２０、入口サブタンク３０、及び出口サブタンク４０は一体のユニットとして組み付けられ、仮止め等が施された後、炉中でのロウ付けにより一体に接合される。  Thecore section 10, theheader tank 20, theinlet sub tank 30, and theoutlet sub tank 40 described above are assembled as an integral unit, and after being temporarily fixed or the like, they are joined together by brazing in a furnace.

次に、上記のように構成された熱交換器１における冷媒の流れについて説明する。  Next, the flow of the refrigerant in the heat exchanger 1 configured as described above will be described.

図１に示すように、冷媒は入口サブタンク３０から供給される（ＩＮ）。入口サブタンク３０内に供給された冷媒は各入口連通孔３１（図４）に分配され、ヘッダタンク２０の各入口用冷媒通路２１へ流入する。ここで、入口用冷媒通路２１の反対側の開口端は出口サブタンク４０の側壁により塞がれているため、入口用冷媒通路２１へ流入した冷媒は各チューブ１１の冷媒入口端部１１ａへ流入する。そして、チューブ内の図示しない冷媒流路を流通し、同じチューブ１１の冷媒出口端部１１ｂから上段の出口用冷媒通路２２に吐出される。ここで、出口用冷媒通路２２の反対側の開口端は入口サブタンク３０の側壁により塞がれているため、出口用冷媒通路２２へ流入した冷媒は各出口連通孔４１（図５）を通って出口サブタンク４０に流れ込み、この出口サブタンク４０内で集合して外部に排出される（ＯＵＴ）。このように、外部から供給された冷媒は各チューブ１１に分配され、それぞれのチューブを流通する間にコア部１０を通過する図示しない空気との間で熱交換を行い、再び集められて外部に排出される。  As shown in FIG. 1, the refrigerant is supplied from the inlet sub-tank 30 (IN). The refrigerant supplied into theinlet sub tank 30 is distributed to the inlet communication holes 31 (FIG. 4) and flows into the inletrefrigerant passages 21 of theheader tank 20. Here, since the opening end on the opposite side of theinlet refrigerant passage 21 is blocked by the side wall of theoutlet sub tank 40, the refrigerant flowing into theinlet refrigerant passage 21 flows into the refrigerantinlet end portion 11 a of eachtube 11. . And it distribute | circulates the refrigerant | coolant flow path which is not shown in a tube, and is discharged to the refrigerant |coolant 22 for outlets of the upper stage from the refrigerant | coolantoutlet end part 11b of thesame tube 11. FIG. Here, since the opening end on the opposite side of the outletrefrigerant passage 22 is blocked by the side wall of theinlet sub-tank 30, the refrigerant flowing into the outletrefrigerant passage 22 passes through each outlet communication hole 41 (FIG. 5). It flows into the outlet sub-tank 40, collects in the outlet sub-tank 40, and is discharged to the outside (OUT). In this way, the refrigerant supplied from the outside is distributed to eachtube 11, performs heat exchange with air (not shown) that passes through thecore portion 10 while flowing through each tube, and is collected again to the outside. Discharged.

本実施形態に係わる熱交換器１では、チューブ１１の形状を略Ｕ字形としているため、複数回蛇行させたチューブに比べて１本あたりの冷媒通路が短くなり、通路抵抗を低くすることができる。  In the heat exchanger 1 according to this embodiment, since the shape of thetube 11 is substantially U-shaped, the refrigerant passage per one becomes shorter than the tube meandered a plurality of times, and the passage resistance can be lowered. .

また、ヘッダタンクや各サブタンクは板厚の厚い金属部材により構成されているため、ヘッダタンクをパイプ等で構成した場合に比べて高い耐圧性を確保することができる。したがって、熱交換器として奥行きのある設計とした場合でも、ヘッダタンクの耐圧性を確保するためにチューブを複数に分割する必要がなく、部品点数を少なくすることができる。  In addition, since the header tank and each sub tank are made of a metal member having a large plate thickness, it is possible to ensure a higher pressure resistance than when the header tank is made of a pipe or the like. Accordingly, even when the heat exchanger has a deep design, it is not necessary to divide the tube into a plurality of parts in order to ensure the pressure resistance of the header tank, and the number of parts can be reduced.

また、ヘッダタンク２０が１つ（入口出口共用）となり、更に各チューブごとに入口用冷媒通路２１、出口用冷媒通路２２を形成しているため、冷媒通路の径を小さくすることができる。したがって、ヘッダタンク自体の厚みを薄くすることができるので、軽量化を図ることができる。また、ヘッダタンク２０に複数のチューブ１１を接合するようにしたので、チューブに冷媒を分配するために複数のパイプを接続する構成に比べて組み付け工数を少なくすることができ、また部品点数を少なくすることもできる。  Moreover, since theheader tank 20 is one (shared inlet / outlet) and theinlet refrigerant passage 21 and the outletrefrigerant passage 22 are formed for each tube, the diameter of the refrigerant passage can be reduced. Therefore, since the thickness of the header tank itself can be reduced, the weight can be reduced. In addition, since the plurality oftubes 11 are joined to theheader tank 20, the number of assembling steps can be reduced and the number of parts can be reduced as compared with a configuration in which a plurality of pipes are connected to distribute refrigerant to the tubes. You can also

さらには、１つのヘッダタンク２０ですべてのチューブ１１と接続させることができるため、各チューブごとにヘッダタンクを設けた構成と比べて部品点数を少なくすることができる。  Furthermore, since all thetubes 11 can be connected by oneheader tank 20, the number of parts can be reduced as compared with a configuration in which a header tank is provided for each tube.

したがって、本実施形態に係わる熱交換器１によれば、ＣＯ２冷媒に耐え得る耐圧性を確保しながらも、部品点数を少なくすることができるため、軽量化と低コストを実現することができる。  Therefore, according to the heat exchanger 1 according to the present embodiment, the number of parts can be reduced while ensuring the pressure resistance that can withstand the CO2 refrigerant, and thus, weight reduction and low cost can be realized.

また、本実施形態では、図２に示すように、入口用冷媒通路２１及び出口用冷媒通路２２をチューブ１１の列設方向に沿って一つおきに交互に且つ上下に分かれて並ぶように配置しているため、これらの冷媒通路をチューブ１１の列設方向に沿って交互に一列に配置した場合に比べて入口側冷媒と出口側冷媒との間で熱が伝わりにくくなり、熱交換効率を向上させることができる。  Further, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the inletrefrigerant passages 21 and the outletrefrigerant passages 22 are alternately arranged along the row direction of thetubes 11 alternately and vertically. Therefore, compared with the case where these refrigerant passages are alternately arranged in a line along the direction in which thetubes 11 are arranged, heat is hardly transmitted between the inlet side refrigerant and the outlet side refrigerant, and the heat exchange efficiency is improved. Can be improved.

さらに、入口サブタンク３０、出口サブタンク４０により、ヘッダタンク２０の下方における隙間（タンク下面とフィンとの間の空間）を覆うことができるため、上記隙間に熱交換に寄与しないバイパス風が通るのを防ぐことができる。加えて、バイパス風を防ぐために隙間に設けるパッキン等が不要となるため、部品点数を少なくすることができる。  Further, since theinlet sub-tank 30 and theoutlet sub-tank 40 can cover the gap below the header tank 20 (the space between the tank lower surface and the fins), bypass air that does not contribute to heat exchange passes through the gap. Can be prevented. In addition, since the packing or the like provided in the gap to prevent bypass air is not necessary, the number of parts can be reduced.

［実施形態２］
図６は実施形態２に係わる熱交換器２の構成図であり、実施形態１と同等部分を同一符号で示している。以下、実施形態１と異なる構成、作用効果について説明し、共通する構成、作用効果については適宜に説明を省略する。[Embodiment 2]
FIG. 6 is a configuration diagram of theheat exchanger 2 according to the second embodiment, and the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, configurations and operational effects different from those of the first embodiment will be described, and descriptions of common configurations and operational effects will be omitted as appropriate.

本実施形態の熱交換器２は、図６に示すように、内部に冷媒を流通させて通過空気との間で熱交換を行うコア部１０と、コア部１０に冷媒を供給し、またコア部１０で熱交換した冷媒を吐出するヘッダタンク５０と、ヘッダタンク５０に冷媒を供給するとともに、ヘッダタンク５０から吐出された冷媒を外部に排出する共用サブタンク６０とを備えている。  As shown in FIG. 6, theheat exchanger 2 of the present embodiment has acore part 10 that circulates a refrigerant therein and exchanges heat with the passing air, and supplies the refrigerant to thecore part 10. Theheader tank 50 which discharges the refrigerant | coolant heat-exchanged in thepart 10 and thecommon subtank 60 which discharges the refrigerant | coolant discharged from theheader tank 50 outside while supplying a refrigerant | coolant to theheader tank 50 are provided.

ヘッダタンク５０は、板厚の厚い金属部材により構成され、実施形態１と同様に、断面略円形の入口用冷媒通路２１と、出口用冷媒通路２２とがそれぞれ複数形成されると共に、各冷媒通路とコア部１０との接合面側とを連通するチューブ挿入孔２３が形成されている。ただし、各冷媒通路はヘッダタンク５０の幅方向を貫通しておらず、共用サブタンク６０と接続する側は開口し、反対側には壁部が残されている。  Theheader tank 50 is made of a thick metal member, and, similarly to the first embodiment, a plurality of inletrefrigerant passages 21 and outletrefrigerant passages 22 each having a substantially circular cross section are formed, and each refrigerant passage is formed. And atube insertion hole 23 that communicates with the joint surface side of thecore portion 10 is formed. However, each refrigerant passage does not penetrate the width direction of theheader tank 50, the side connected to thecommon sub tank 60 is opened, and a wall portion is left on the opposite side.

図７は、共用サブタンク６０の構成を示す断面図であり、図６のＣ−Ｃ線断面図に相当する。共用サブタンク６０は板厚の厚い金属部材からなり、内部には入口側冷媒通路６１、出口側冷媒通路６２が形成されている。これら通路は中間壁６３により連通しない空間として仕切られている。本実施形態では、中間壁６３の下段が入口側冷媒通路６１、上段が出口側冷媒通路６２となっている。  FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the sharedsub-tank 60, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. Thecommon sub-tank 60 is made of a thick metal member, and an inlet siderefrigerant passage 61 and an outlet siderefrigerant passage 62 are formed inside. These passages are partitioned by theintermediate wall 63 as spaces that do not communicate with each other. In the present embodiment, the lower stage of theintermediate wall 63 is an inlet siderefrigerant passage 61, and the upper stage is an outlet siderefrigerant path 62.

入口側冷媒通路６１の側壁面には、ヘッダタンク２０の入口用冷媒通路２１と連通する入口連通孔３１が複数形成されている。この入口連通孔３１の孔径、配置間隔は、ヘッダタンク２０の入口用冷媒通路２１の孔径、配置間隔と同一となるように設定されている。  A plurality of inlet communication holes 31 communicating with theinlet refrigerant passage 21 of theheader tank 20 are formed on the side wall surface of the inlet siderefrigerant passage 61. The hole diameter and the arrangement interval of theinlet communication hole 31 are set to be the same as the hole diameter and the arrangement interval of theinlet refrigerant passage 21 of theheader tank 20.

出口側冷媒通路６２の側壁面には、ヘッダタンク２０の出口用冷媒通路２２と連通する出口連通孔４１が複数形成されている。この出口連通孔４１の孔径、配置間隔は、ヘッダタンク２０の出口用冷媒通路２２の孔径、配置間隔と同一となるように設定されている。  A plurality of outlet communication holes 41 communicating with the outletrefrigerant passage 22 of theheader tank 20 are formed on the side wall surface of the outlet siderefrigerant passage 62. The hole diameter and the arrangement interval of the outlet communication holes 41 are set to be the same as the hole diameter and the arrangement interval of the outletrefrigerant passage 22 of theheader tank 20.

次に、上記のように構成された熱交換器２における冷媒の流れについて説明する。  Next, the flow of the refrigerant in theheat exchanger 2 configured as described above will be described.

図６に示すように、冷媒は共用サブタンク６０の下段側から供給される（ＩＮ）。共用サブタンク６０内に供給された冷媒は入口側冷媒通路６１（図７）から入口連通孔３１に分配され、ヘッダタンク２０の各入口用冷媒通路２１へ流入する。そして、入口用冷媒通路２１へ流入した冷媒は各チューブ１１の冷媒入口端部１１ａへ流入し、チューブ内の図示しない冷媒流路を流通した後、同じチューブ１１の冷媒出口端部１１ｂから上段の出口用冷媒通路２２に吐出される。出口用冷媒通路２２へ流入した冷媒は各出口連通孔４１（図７）を通って共用サブタンク６０の出口サブタンク部６３に流れ込み、この出口サブタンク部６３内で集合して外部に排出される（ＯＵＴ）。  As shown in FIG. 6, the refrigerant is supplied from the lower side of the shared sub tank 60 (IN). The refrigerant supplied into the sharedsub tank 60 is distributed from the inlet side refrigerant passage 61 (FIG. 7) to theinlet communication hole 31 and flows into the inletrefrigerant passages 21 of theheader tank 20. Then, the refrigerant that has flowed into theinlet refrigerant passage 21 flows into the refrigerantinlet end portion 11a of eachtube 11 and flows through a refrigerant flow path (not shown) in the tube, and then from the refrigerantoutlet end portion 11b of thesame tube 11 to the upper stage. It is discharged into the outletrefrigerant passage 22. The refrigerant flowing into the outletrefrigerant passage 22 flows into theoutlet subtank portion 63 of thecommon subtank 60 through each outlet communication hole 41 (FIG. 7), collects in theoutlet subtank portion 63, and is discharged to the outside (OUT ).

本実施形態に係わる熱交換器２では、ヘッダタンク２０への冷媒の入口／出口が片側のみとなり、サブタンクを一つにすることができるため、熱交換器をより軽量化することができると共に、更なる低コスト化を実現することができる。  In theheat exchanger 2 according to the present embodiment, the inlet / outlet of the refrigerant to theheader tank 20 is only on one side, and the number of sub tanks can be reduced, so that the heat exchanger can be further reduced in weight, Further cost reduction can be realized.

上記各実施形態におけるヘッダタンク、サブタンクは、耐圧性を確保するために押し出し材により製作することが望ましいが、プレス材により製作されたものであってもよい。  The header tank and the sub-tank in each of the above embodiments are desirably manufactured from an extruded material in order to ensure pressure resistance, but may be manufactured from a pressed material.

［実施形態３］
図８、図９は実施形態３に係わる各サブタンクの構成を示す断面図である。本実施形態における熱交換器の基本構成は実施形態１と同じであり、実施形態１と同等部分を同一符号で示している。以下、実施形態１と異なる構成、作用効果について説明し、共通する構成、作用効果については適宜に説明を省略する。[Embodiment 3]
8 and 9 are cross-sectional views showing the configuration of each sub tank according to the third embodiment. The basic configuration of the heat exchanger in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, and the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, configurations and operational effects different from those of the first embodiment will be described, and descriptions of common configurations and operational effects will be omitted as appropriate.

本実施形態におけるヘッダタンクは図示していないが、入口用冷媒通路２１と出口用冷媒通路２２とが長手方向に沿って直線状に並べられている。  Although the header tank in this embodiment is not illustrated, theinlet refrigerant passage 21 and the outletrefrigerant passage 22 are arranged linearly along the longitudinal direction.

図８は、入口サブタンク７０の構成を示す断面図であり、図１のＡ−Ａ線断面図に相当する。入口サブタンク７０は、板厚の厚い金属部材により構成され、内部には長手方向に沿って波形形状の入口側冷媒通路７１が形成されている。この入口側冷媒通路７１の側壁面には、入口用冷媒通路２１と連通する入口連通孔３１が複数形成されている。この入口連通孔３１の孔径、配置間隔は、ヘッダタンクの入口用冷媒通路２１の孔径、配置間隔と同一となるように設定されている。なお、入口側冷媒通路７１の側壁面には出口用冷媒通路２２と連通する孔は形成されていない。  FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of theinlet sub-tank 70, and corresponds to a cross-sectional view taken along line AA in FIG. Theinlet sub-tank 70 is made of a thick metal member, and a corrugated inlet-side refrigerant passage 71 is formed in the inside along the longitudinal direction. A plurality of inlet communication holes 31 communicating with theinlet refrigerant passage 21 are formed on the side wall surface of the inlet siderefrigerant passage 71. The hole diameter and arrangement interval of the inlet communication holes 31 are set to be the same as the hole diameter and arrangement interval of theinlet refrigerant passage 21 of the header tank. A hole communicating with the outletrefrigerant passage 22 is not formed on the side wall surface of the inlet siderefrigerant passage 71.

図９は、出口サブタンク８０の構成を示す断面図であり、図１のＢ−Ｂ線断面図に相当する。出口サブタンク８０は、板厚の厚い金属部材により構成され、内部には長手方向に沿って波形形状の出口側冷媒通路８１が形成されている。この出口側冷媒通路８１の側壁面には、出口用冷媒通路２２と連通する出口連通孔４１が複数形成されている。この出口連通孔４１の孔径、配置間隔は、ヘッダタンクの出口用冷媒通路２２の孔径、配置間隔と同一となるように設定されている。なお、出口側冷媒通路８１の側壁面には入口用冷媒通路２１と連通する孔は形成されていない。  FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the outlet sub-tank 80, and corresponds to a cross-sectional view taken along line BB in FIG. The outlet sub-tank 80 is made of a thick metal member, and a corrugated outlet-side refrigerant passage 81 is formed in the inside along the longitudinal direction. A plurality of outlet communication holes 41 communicating with the outletrefrigerant passage 22 are formed on the side wall surface of the outlet siderefrigerant passage 81. The hole diameter and arrangement interval of theoutlet communication hole 41 are set to be the same as the hole diameter and arrangement interval of the outletrefrigerant passage 22 of the header tank. Note that a hole communicating with theinlet refrigerant passage 21 is not formed in the side wall surface of the outlet siderefrigerant passage 81.

このような構成とすることにより、入口連通孔３１と出口連通孔４１とが直線状に並べられ、ヘッダタンク及び各サブタンクを他の実施形態に比べて薄くすることができる。よって、同一の外径寸法において、熱交換面積を大きくすることができるとともに、軽量化することができる。  By adopting such a configuration, theinlet communication hole 31 and theoutlet communication hole 41 are arranged in a straight line, and the header tank and each sub tank can be made thinner than in other embodiments. Therefore, in the same outer diameter dimension, the heat exchange area can be increased and the weight can be reduced.

実施形態１に係わる熱交換器の構成図。1 is a configuration diagram of a heat exchanger according to Embodiment 1. FIG.図１の熱交換器から入口サブタンクを除いた構成図。The block diagram which remove | excluded the inlet subtank from the heat exchanger of FIG.実施形態１においてヘッダタンクとコア部との接続部分の構成を示す部分側面図。The partial side view which shows the structure of the connection part of a header tank and a core part in Embodiment 1. FIG.実施形態１における入口サブタンクの構成を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an inlet sub tank according to the first embodiment.実施形態１における出口サブタンクの構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the exit subtank in Embodiment 1. FIG.実施形態２に係わる熱交換器の構成図。The block diagram of the heatexchanger concerning Embodiment 2. FIG.実施形態２における共用サブタンクの構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the shared subtank inEmbodiment 2. FIG.実施形態３における入口サブタンクの構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the entrance subtank in Embodiment 3. FIG.実施形態３における出口サブタンクの構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the exit subtank in Embodiment 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１、２…熱交換器
１０…コア部
１１…チューブ
１１ａ…冷媒入口端部
１１ｂ…冷媒出口端部
１２…フィン
１３…サイドプレート
２０、５０…ヘッダタンク
２１…入口用冷媒通路
２２…出口用冷媒通路
２３…チューブ挿入孔
３０、７０…入口サブタンク
３１…入口連通孔
３２、６１、７１…入口側冷媒通路
４０、８０…出口サブタンク
４１…出口連通孔
４２、６２、８１…出口側冷媒通路
６０…共用サブタンク
６３…中間壁
DESCRIPTION OFSYMBOLS 1, 2 ...Heat exchanger 10 ...Core part 11 ...Tube 11a ... Refrigerantinlet end part 11b ... Refrigerantoutlet end part 12 ...Fin 13 ...Side plate 20, 50 ...Header tank 21 ... Inletrefrigerant passage 22 ...Outlet refrigerant Passage 23 ...Tube insertion hole 30, 70 ...Inlet sub tank 31 ...Inlet communication hole 32, 61, 71 ... Inlet siderefrigerant passage 40, 80 ...Outlet sub tank 41 ...Outlet communication hole 42, 62, 81 ... Outlet siderefrigerant passage 60 ...Common sub tank 63 ... Intermediate wall

Claims (1)

Translated fromJapanese

内部に冷媒通路が形成され且つ略Ｕ字形に成形されたチューブ（１１）及び冷却用のフィン（１２）を隣接して交互に複数列設してなるコア部（１０）と、
前記各チューブ（１１）の冷媒入口端部（１１ａ）と連通する複数の第１冷媒通路（２１）、及び前記各チューブ（１１）の冷媒出口端部と（１１ｂ）連通する複数の第２冷媒通路（２２）を前記チューブ（１１）の列設方向に沿って交互に設けるとともに、前記各第１冷媒通路（２１）及び各第２冷媒通路（２２）と前記各チューブ（１１）とを連通させるチューブ挿入孔（２３）を設けたヘッダタンク（２０）と、
前記ヘッダタンク（２０）に接合され、前記複数の第１冷媒通路（２１）と連通し且つ前記複数の第２冷媒通路（２２）と連通しない第１サブタンク（３０）と、
前記ヘッダタンク（２０）に接合され、前記複数の第２冷媒通路（２２）と連通し且つ前記複数の第１冷媒通路（２１）と連通しない第２サブタンク（４０）とを備えることを特徴とする熱交換器。
A core portion (10) in which a refrigerant passage is formed therein and a tube (11) and a cooling fin (12) formed in a substantially U shape are alternately arranged adjacent to each other;
A plurality of first refrigerant passages (21) communicating with the refrigerant inlet end (11a) of each tube (11), and a plurality of second refrigerants (11b) communicating with the refrigerant outlet end of each of the tubes (11). The passages (22) are provided alternately along the direction in which the tubes (11) are arranged, and the first refrigerant passages (21), the second refrigerant passages (22), and the tubes (11) communicate with each other. A header tank (20) provided with a tube insertion hole (23)
A first sub tank (30) joined to the header tank (20), communicating with the plurality of first refrigerant passages (21) and not communicating with the plurality of second refrigerant passages (22);
A second sub-tank (40) joined to the header tank (20), communicating with the plurality of second refrigerant passages (22) and not communicating with the plurality of first refrigerant passages (21), Heat exchanger.

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