JP7569757B2

JP7569757B2 - Heat exchanger

Info

Publication number: JP7569757B2
Application number: JP2021105025A
Authority: JP
Inventors: 和生中所; 武人岡田; 良城丹野
Original assignee: Highly Marelli Japan Corp
Current assignee: Highly Marelli Japan Corp
Priority date: 2021-06-24
Filing date: 2021-06-24
Publication date: 2024-10-18
Anticipated expiration: 2041-06-24
Also published as: JP2023003759A

Description

本発明は、熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger.

特許文献１には、上下のタンク間に冷媒が流れるチューブが設けられる熱交換ユニットが、風流れ方向に前後２層に設けられる熱交換器が開示されている。この熱交換器は、一端部から供給される冷媒が同じ端部から排出される構造である。この熱交換器の他端部には、前後２層のタンク間で冷媒を流通させる連通部形成部材（ターンブロック）が設けられる。 Patent Document 1 discloses a heat exchanger in which heat exchange units, in which tubes through which refrigerant flows between upper and lower tanks, are arranged in two layers, front and rear, in the air flow direction. This heat exchanger is structured so that refrigerant is supplied from one end and discharged from the same end. At the other end of this heat exchanger, a communication part forming member (turn block) is provided to allow refrigerant to flow between the two layers of tanks.

特開２０１２－１７７５４６号公報JP 2012-177546 A

ところで、冷媒が流通する熱交換器においては、内部で冷媒が液相と気相との相変化を生じて高圧となる。そのため、熱交換器全体で内部圧に対する高い耐圧性能が要求される。 In a heat exchanger through which a refrigerant flows, the refrigerant changes phase between liquid and gas inside the heat exchanger, resulting in high pressure. For this reason, the entire heat exchanger is required to have high resistance to internal pressure.

また、熱交換器が車両内に配置される場合には、小型化が要求される一方で、配置空間の限られたスペース内で熱交換効率を上げるために、熱交換部の有効面積をできるだけ大きく確保する必要がある。タンク間で冷媒を流通させるターンブロックは、熱交換に直接寄与しないため、冷媒の流通における圧損を小さくすると共に、必要な耐圧性能を確保した上で、できるだけ小型であることが望ましい。 When a heat exchanger is installed inside a vehicle, miniaturization is required, but in order to increase the heat exchange efficiency within the limited installation space, it is necessary to ensure that the effective area of the heat exchange section is as large as possible. Since the turn block that circulates the refrigerant between the tanks does not directly contribute to heat exchange, it is desirable for it to be as small as possible while minimizing pressure loss in the flow of the refrigerant and ensuring the necessary pressure resistance.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、冷媒の流通における圧損が小さく、小型で耐圧性能の高いターンブロックを備える熱交換器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and aims to provide a heat exchanger equipped with a turn block that has small pressure loss during refrigerant flow and is small and has high pressure resistance.

本発明のある態様によれば、液相と気相との相変化を生じる冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器は、対向して一対設けられるヘッダタンクと、前記ヘッダタンクどうしを接続し内部を流通する冷媒と周囲を流れる空気との間で熱交換を行う複数のチューブと、を有し、空気の流れ方向に複数重ねて設けられるコア部と、単一の部材によって形成され、一つの前記コア部の前記ヘッダタンクの端部と当該ヘッダタンクと空気の流れ方向に重なる他の前記コア部の前記ヘッダタンクの端部との間を接続し、連続して冷媒を流通させるターンブロックと、を備え、前記ターンブロックは、各々の前記ヘッダタンクとの各々の接続部から内部に向けて斜めの直線状に形成される内部通路の先端どうしが連通してＶ字状になるＶ字通路を有し、Ｖ字通路における最狭部の有効通路面積は、ヘッダタンク内の最低通路面積以上である。 According to one aspect of the present invention, a heat exchanger for exchanging heat between air and a refrigerant that undergoes a phase change between a liquid phase and a gas phase comprises a pair of header tanks arranged opposite to each other, and a plurality of tubes connecting the header tanks and exchanging heat between the refrigerant flowing inside and the air flowing around the header tanks, the core portions being arranged in a plurality of overlapping configurations in the direction of air flow, and a turn block formed from a single member and connecting an end of the header tank of one of the core portions to an end of the header tank of another of the core portions overlapping with the header tank in the direction of air flow, thereby allowing the refrigerant to flow continuously, the turn block having a V-shaped passage in which tips of internal passages formed in a diagonal straight line from each connection portion with the header tanks toward the inside are connected to each other to form a V shape, and the effective passage area of the narrowest part of the V-shaped passage is equal to or greater than the minimum passage area in the header tank .

上記態様では、各々のヘッダタンクとの接続部から内部に向けて斜めの直線状に形成される内部通路の先端どうしが連通してＶ字通路を形成する。そのため、冷媒の流通に必要な通路面積を確保し、冷媒の流通における圧損を小さくすることができる。また、ターンブロックは単一の部材によって形成されるので、ターンブロックを小型にすることができ、耐圧性能を高くすることができる。したがって、冷媒の流通における圧損が小さく、小型で耐圧性能の高いターンブロックを備える熱交換器を提供することができる。 In the above embodiment, the ends of the internal passages that are formed in a diagonal straight line from the connection with each header tank toward the inside communicate with each other to form a V-shaped passage. This ensures the passage area required for the refrigerant to flow, and reduces pressure loss during the refrigerant flow. In addition, because the turn block is formed from a single member, the turn block can be made small and its pressure resistance can be increased. This makes it possible to provide a heat exchanger that has small pressure loss during the refrigerant flow and is equipped with a small turn block that has high pressure resistance.

図１は、本発明の実施形態に係る熱交換器の分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. 図２は、ターンブロックの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the turn block. 図３は、図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 図４は、ヘッダタンクの中心線に対する内部通路の角度について説明するグラフである。FIG. 4 is a graph illustrating the angle of the internal passage relative to the center line of the header tank.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る熱交換器１００について説明する。 The heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、図１を参照して、熱交換器１００の全体構成について説明する。図１は、熱交換器１００の分解斜視図である。 First, the overall configuration of the heat exchanger 100 will be described with reference to Figure 1. Figure 1 is an exploded perspective view of the heat exchanger 100.

熱交換器１００は、車両（図示省略）に搭載される。熱交換器１００は、空調装置（図示省略）において冷凍サイクル（図示省略）を循環して液相と気相との相変化を生じる冷媒と、空調に用いられる空気との間で熱交換を行う。 The heat exchanger 100 is mounted on a vehicle (not shown). The heat exchanger 100 exchanges heat between the refrigerant that circulates through a refrigeration cycle (not shown) in an air conditioning system (not shown) and changes phase between liquid and gas phases, and the air used for air conditioning.

具体的には、熱交換器１００は、空調に用いられる空気が通過するＨＶＡＣ（ＨｅａｔｉｎｇＶｅｎｔｉｌａｔｉｏｎａｎｄＡｉｒＣｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）ユニット（図示省略）内に設けられる。熱交換器１００は、空調装置が暖房運転を行う際に、空調に用いられる空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮させて空気を加熱する凝縮器である。これに限らず、熱交換器１００は、空調装置が冷房運転を行う際に、空調に用いられる空気との間での熱交換を行い、冷媒を蒸発させて空気を冷却及び除湿する蒸発器であってもよい。 Specifically, the heat exchanger 100 is provided in an HVAC (heating ventilation and air conditioning) unit (not shown) through which the air used for air conditioning passes. The heat exchanger 100 is a condenser that exchanges heat with the air used for air conditioning when the air conditioner performs heating operation, and condenses the refrigerant to heat the air. However, the heat exchanger 100 may also be an evaporator that exchanges heat with the air used for air conditioning when the air conditioner performs cooling operation, and evaporates the refrigerant to cool and dehumidify the air.

熱交換器１００は、複数のコア部１０と、ターンブロック３０と、補強部材２０と、を有する。コア部１０は、複数のチューブ１と、一対のヘッダタンク２と、複数のフィン（図示省略）と、を備える。チューブ１，ヘッダタンク２，及びフィンは、アルミニウムなどの金属によって形成され、ろう付け等によって互いに接合されて一体になる。 The heat exchanger 100 has multiple core parts 10, a turn block 30, and a reinforcing member 20. The core part 10 has multiple tubes 1, a pair of header tanks 2, and multiple fins (not shown). The tubes 1, header tanks 2, and fins are made of a metal such as aluminum, and are joined together by brazing or the like to form an integrated unit.

熱交換器１００は、配管５０によって冷凍サイクルの他の構成部品と冷媒が循環可能なように接続される。配管５０は、中継部材５１とシールリング５２とを介してヘッダタンク２に接続される。配管５０は、一方のコア部１０のヘッダタンク２と、当該ヘッダタンク２と隣接する他方のコア部１０のヘッダタンク２と、に各々接続される。熱交換器１００に供給される冷媒は、一方の配管５０ａを通じて一方のコア部１０に流入し、他方のコア部１０から他方の配管５０ｂを通じて流出する。 The heat exchanger 100 is connected to other components of the refrigeration cycle by piping 50 so that the refrigerant can circulate. The piping 50 is connected to the header tank 2 via a relay member 51 and a seal ring 52. The piping 50 is connected to the header tank 2 of one core part 10 and the header tank 2 of the other core part 10 adjacent to the header tank 2. The refrigerant supplied to the heat exchanger 100 flows into one core part 10 through one piping 50a and flows out from the other core part 10 through the other piping 50b.

コア部１０は、各々のチューブ１の間を空気が通過するように、空気の流れ方向に対して交差するように設けられる。複数のコア部１０は、連続して空気が通過するように、空気の流れ方向に重ねて設けられる。コア部１０は、熱交換器１００では二つ並べて設けられ前後２層になっているが、二つに限らず複数設けられればよい。 The core section 10 is arranged to cross the air flow direction so that air passes between each tube 1. Multiple core sections 10 are arranged overlapping each other in the air flow direction so that air passes continuously. In the heat exchanger 100, two core sections 10 are arranged side by side in two layers, one in front and one in back, but the number of core sections 10 is not limited to two and may be multiple.

チューブ１は、平行に並べて設けられ、間隔を空けて積層される。チューブ１は、扁平な形状に形成され、厚さ方向に積層される。隣り合うチューブ１どうしの間隔には、フィンが設けられる。チューブ１は、空気の流れ方向に対して交差する方向に積層される。チューブ１内には、冷媒が流通する流路が形成される。チューブ１は、各々のコア部１０にてヘッダタンク２どうしを接続し、内部を流通する冷媒と周囲を流れる空気との間で熱交換を行う。 The tubes 1 are arranged in parallel and stacked with gaps between them. The tubes 1 are formed in a flat shape and stacked in the thickness direction. Fins are provided between adjacent tubes 1. The tubes 1 are stacked in a direction that intersects with the air flow direction. A flow path is formed within the tubes 1 through which the refrigerant flows. The tubes 1 connect the header tanks 2 at their respective core portions 10, and heat is exchanged between the refrigerant flowing inside and the air flowing around them.

ヘッダタンク２は、各々のコア部１０にて対向するように一対ずつ設けられる。ヘッダタンク２は、複数のチューブ１の長手方向の両端部が各々挿入されるように配置される。ヘッダタンク２は、冷媒を一時的に貯蔵する。ヘッダタンク２は、中継部材５１若しくはターンブロック３０が設けられない端部を閉塞する閉塞部材２ａを有する。 A pair of header tanks 2 are provided facing each other at each core portion 10. The header tanks 2 are arranged so that both longitudinal ends of the multiple tubes 1 are inserted into the header tanks 2. The header tanks 2 temporarily store the refrigerant. The header tanks 2 have a blocking member 2a that blocks the end where the relay member 51 or turn block 30 is not provided.

コア部１０における一方のヘッダタンク２には、冷凍サイクルを循環して空調に用いられる冷媒が流入する。ヘッダタンク２に流入した冷媒は、複数のチューブ１内をそれぞれ流通する。冷媒は、チューブ１を流通する際に空気との間で熱交換を行う。コア部１０における他方のヘッダタンク２には、チューブ１内を流通した冷媒が流れ込む。ヘッダタンク２に流れ込んだ冷媒は、再び冷凍サイクルを循環する。 The refrigerant used for air conditioning circulates through the refrigeration cycle and flows into one of the header tanks 2 in the core section 10. The refrigerant that flows into the header tank 2 flows through each of the multiple tubes 1. As the refrigerant flows through the tubes 1, it exchanges heat with the air. The refrigerant that has flowed through the tubes 1 flows into the other header tank 2 in the core section 10. The refrigerant that flows into the header tank 2 circulates through the refrigeration cycle again.

フィンは、隣り合うチューブ１の間に設けられ、チューブ１と交互に積層される。フィンは、チューブ１の長手方向に沿って波状に形成され、隣接する２つのチューブ１と接合される。複数のチューブ１とフィンの周囲には、空調装置のブロワ（図示省略）によって供給される空気が通過する。そのため、チューブ１の内部を流通する冷媒は、チューブ１の表面とフィンとを介して、空気との間で熱交換を行うことができる。このように、フィンは、冷媒と空気との間の熱交換を促進させる。 The fins are provided between adjacent tubes 1 and are stacked alternately with the tubes 1. The fins are formed in a wavy shape along the longitudinal direction of the tubes 1 and are joined to two adjacent tubes 1. Air supplied by an air conditioning blower (not shown) passes around the multiple tubes 1 and the fins. Therefore, the refrigerant flowing inside the tubes 1 can exchange heat with the air via the surface of the tubes 1 and the fins. In this way, the fins promote heat exchange between the refrigerant and the air.

補強部材２０は、コア部１０における積層方向の両端部に各々設けられる。補強部材２０は、コア部１０における積層方向の両端部に設けられるフィンに当接する。補強部材２０は、長手方向の端部が各々のヘッダタンク２にそれぞれ係止され、一対のヘッダタンク２の間を連結して補強する。補強部材２０は、チューブ１とフィンとをろう付けしてコア部１０を形成する際に、フィンにろう付けされてコア部１０と一体になる。 The reinforcing members 20 are provided at both ends of the core section 10 in the stacking direction. The reinforcing members 20 abut against the fins provided at both ends of the core section 10 in the stacking direction. The longitudinal ends of the reinforcing members 20 are respectively engaged with each of the header tanks 2, and connect and reinforce the pair of header tanks 2. When the tubes 1 and the fins are brazed to form the core section 10, the reinforcing members 20 are brazed to the fins and become one with the core section 10.

ターンブロック３０は、一方のコア部１０のヘッダタンク２の端部と当該ヘッダタンク２と空気の流れ方向に重なる他方のコア部１０のヘッダタンク２の端部との間を接続し、連続して冷媒を流通させる。即ち、ターンブロック３０は、前側のコア部１０から後側のコア部１０に冷媒を移動させる。ターンブロック３０は、チューブ１とフィンとをろう付けしてコア部１０を形成する際に、ヘッダタンク２にろう付けされてコア部１０と一体になる。 The turn block 30 connects the end of the header tank 2 of one core part 10 to the end of the header tank 2 of the other core part 10 that overlaps with the header tank 2 in the air flow direction, allowing the refrigerant to flow continuously. In other words, the turn block 30 moves the refrigerant from the front core part 10 to the rear core part 10. When the tubes 1 and fins are brazed to form the core part 10, the turn block 30 is brazed to the header tank 2 and becomes one with the core part 10.

一方のコア部１０を流通した冷媒は、ターンブロック３０を通過して方向転換し、他方のコア部１０を流通する。即ち、一方のコア部１０のチューブ１と他方のコア部１０のチューブ１とでは、冷媒の流通方向は反対向きである。 The refrigerant that has flowed through one core part 10 passes through the turn block 30, changes direction, and flows through the other core part 10. That is, the flow direction of the refrigerant is opposite between the tube 1 of one core part 10 and the tube 1 of the other core part 10.

ここで、冷媒が流通する熱交換器１００においては、内部で冷媒が液相と気相との相変化を生じて高圧となる。そのため、熱交換器１００全体で内部圧に対する高い耐圧性能が要求される。また、ターンブロック３０は、コア部１０の外側に突出する。そのため、ＨＶＡＣユニット内にターンブロック３０を収容すると、その分だけコア部１０における有効面積（熱交換に寄与する面積）が小さくなるおそれがある。一方、ＨＶＡＣユニット外にターンブロック３０を配置する場合には、ＨＶＡＣユニットの風路を形成するケースに、ターンブロック３０を突出させるための貫通孔を設ける必要がある。 Here, in the heat exchanger 100 through which the refrigerant flows, the refrigerant undergoes a phase change between liquid and gas phases inside, resulting in high pressure. Therefore, the entire heat exchanger 100 is required to have high pressure resistance against internal pressure. In addition, the turn block 30 protrudes outside the core section 10. Therefore, if the turn block 30 is housed inside the HVAC unit, there is a risk that the effective area (area contributing to heat exchange) of the core section 10 will be reduced accordingly. On the other hand, if the turn block 30 is placed outside the HVAC unit, it is necessary to provide a through hole in the case that forms the air passage of the HVAC unit to allow the turn block 30 to protrude.

このように、ターンブロック３０には小型化が要求される一方で、配置空間の限られたスペース内で熱交換効率を上げるために、コア部１０の有効面積をできるだけ大きく確保する必要がある。ヘッダタンク２間で冷媒を流通させるターンブロック３０は、熱交換に直接寄与しないため、冷媒の流通における圧損を小さくすると共に、必要な耐圧性能を確保した上で、できるだけ小型であることが望ましい。そこで、熱交換器１００には、以下の構造のターンブロック３０が適用される。 Thus, while miniaturization of the turn block 30 is required, the effective area of the core section 10 must be as large as possible to increase the heat exchange efficiency within the limited space available. The turn block 30, which circulates the refrigerant between the header tanks 2, does not directly contribute to heat exchange, so it is desirable for it to be as small as possible while minimizing pressure loss during refrigerant flow and ensuring the necessary pressure resistance. Therefore, a turn block 30 with the following structure is applied to the heat exchanger 100.

以下、図２及び図３を参照して、ターンブロック３０の構造について説明する。図２は、ターンブロック３０の斜視図である。図３は、図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 The structure of the turn block 30 will be described below with reference to Figures 2 and 3. Figure 2 is a perspective view of the turn block 30. Figure 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in Figure 2.

図２に示すように、ターンブロック３０は、単一の部材によって形成される。具体的には、ターンブロック３０は、アルミニウムなどの金属のブロックを切削して形成される。ターンブロック３０は、一対の接続部３０ａと、Ｖ字状のＶ字通路３１と、を有する。 As shown in FIG. 2, the turn block 30 is formed from a single member. Specifically, the turn block 30 is formed by cutting a block of metal such as aluminum. The turn block 30 has a pair of connecting portions 30a and a V-shaped passage 31.

接続部３０ａは、ターンブロック３０の端部に、深座ぐり形状に切削して形成される。接続部３０ａは、ヘッダタンク２の外形と同じ形状に形成される。各々の接続部３０ａには、ヘッダタンク２の端部が嵌合する。 The connection parts 30a are formed by cutting a deep countersink shape into the end of the turn block 30. The connection parts 30a are formed in the same shape as the outer shape of the header tank 2. The end of the header tank 2 fits into each connection part 30a.

図３に示すように、Ｖ字通路３１は、一方のコア部１０から流入する冷媒を、他方のコア部１０に向けて流出させるために方向転換させる。Ｖ字通路３１は、一対の内部通路３２を有する。 As shown in FIG. 3, the V-shaped passage 31 changes the direction of the refrigerant flowing in from one core part 10 so that the refrigerant flows out toward the other core part 10. The V-shaped passage 31 has a pair of internal passages 32.

Ｖ字通路３１における最狭部の有効通路面積は、ヘッダタンク２内の最低通路面積以上である。これにより、ターンブロック３０によって冷媒が流れる際の流路抵抗を増加させることを防止できる。なお、Ｖ字通路３１における最狭部は、内部通路３２どうしが接続される接続部に形成される。 The effective passage area of the narrowest part of the V-shaped passage 31 is equal to or greater than the minimum passage area in the header tank 2. This prevents the turn block 30 from increasing the flow resistance of the refrigerant as it flows. The narrowest part of the V-shaped passage 31 is formed at the connection part where the internal passages 32 are connected to each other.

内部通路３２は、各々のヘッダタンク２との各々の接続部３０ａから内部に向けて斜めの直線状に形成される。内部通路３２は、ドリルを用いた切削加工によって形成される。そのため、内部通路３２は、円形の流路断面を有する。一対の内部通路３２は、先端どうしが連通してＶ字状に形成される。よって、Ｖ字通路３１を形成する際には、単一の部材に一対の内部通路３２を切削するだけでよいので、加工を容易にすると共に耐圧性能を向上させることができる。 The internal passages 32 are formed in a diagonal straight line from each connection 30a with each header tank 2 toward the inside. The internal passages 32 are formed by cutting using a drill. Therefore, the internal passages 32 have a circular flow passage cross section. The pair of internal passages 32 are formed in a V shape with their tips connected to each other. Therefore, when forming the V-shaped passage 31, it is only necessary to cut the pair of internal passages 32 into a single member, which makes processing easier and improves pressure resistance.

以上のように、各々のヘッダタンク２との接続部３０ａから内部に向けて斜めの直線状に形成される内部通路３２の先端どうしが連通してＶ字通路３１を形成する。そのため、冷媒の流通に必要な通路面積を確保し、冷媒の流通における圧損を小さくすることができる。また、ターンブロック３０は単一の部材によって形成されるので、ターンブロック３０を小型にすることができ、耐圧性能を高くすることができる。したがって、冷媒の流通における圧損が小さく、小型で耐圧性能の高いターンブロック３０を備える熱交換器１００を提供することができる。 As described above, the ends of the internal passages 32 that are formed in a diagonal straight line from the connection parts 30a with each header tank 2 toward the inside are connected to each other to form a V-shaped passage 31. This ensures the passage area required for the flow of the refrigerant and reduces pressure loss during the flow of the refrigerant. In addition, since the turn block 30 is formed from a single member, the turn block 30 can be made small and its pressure resistance can be increased. Therefore, it is possible to provide a heat exchanger 100 that has a small turn block 30 with high pressure resistance and reduces pressure loss during the flow of the refrigerant.

また、ターンブロック３０が複数部品からなる場合は、複数の部品どうしの接合強度の低下に起因する冷媒漏れ等が発生するリスクがあるため、製造工程や検査工程が複雑化するおそれがある。これに対して、熱交換器１００では、ターンブロック３０が単一の部材によって形成されるので、製造工程や検査工程が複雑化することを抑制できる。 In addition, if the turn block 30 is made up of multiple parts, there is a risk of refrigerant leakage due to a decrease in the bonding strength between the multiple parts, which may complicate the manufacturing and inspection processes. In contrast, in the heat exchanger 100, the turn block 30 is formed from a single member, which prevents the manufacturing and inspection processes from becoming complicated.

次に、図４を参照して、ヘッダタンク２の中心線Ｐに対する内部通路３２の中心線Ｑの角度θについて説明する。図４は、ヘッダタンク２の中心線Ｐに対する内部通路３２の中心線Ｑの角度θについて説明するグラフである。図４の横軸は、ターンブロック３０の幅Ｗ［ｍｍ］であり、縦軸は、ターンブロック３０の長さＬ［ｍｍ］である。 Next, referring to Figure 4, the angle θ of the center line Q of the internal passage 32 relative to the center line P of the header tank 2 will be described. Figure 4 is a graph explaining the angle θ of the center line Q of the internal passage 32 relative to the center line P of the header tank 2. The horizontal axis of Figure 4 is the width W [mm] of the turn block 30, and the vertical axis is the length L [mm] of the turn block 30.

ターンブロック３０は、幅Ｗ及び長さＬが小さいほど小型化が可能である。そのため、幅Ｗも長さＬも小さい方が望ましい。具体的には、ターンブロック３０の大きさは、幅Ｗが４５［ｍｍ］以下であり、長さＬが２０［ｍｍ］以下であることが望ましい。即ち、図４における太実線で囲われた範囲内であることが望ましい。 The smaller the width W and length L of the turn block 30, the more compact it can be. Therefore, it is desirable that both the width W and the length L are small. Specifically, it is desirable that the size of the turn block 30 is such that the width W is 45 mm or less and the length L is 20 mm or less. In other words, it is desirable that the size is within the range enclosed by the thick solid line in FIG. 4.

図４のグラフは、例として、内部通路３２の大きさをφ９．６［ｍｍ］とし、Ｖ字通路３１における最狭部の通路面積をφ９．６［ｍｍ］に相当する７２．４［ｍｍ^２］以上としたときに形成されるＶ字通路３１をプロットしたものである。 The graph in Figure 4 plots, as an example, the V-shaped passage 31 formed when the size of the internal passage 32 is φ9.6 [mm] and the passage area at the narrowest part of the V-shaped passage 31 is 72.4 [ ^mm2 ] or more, which corresponds to φ9.6 [mm].

プロットＡでは、角度θは１０度である。プロットＢでは、角度θは２０度である。プロットＣでは、角度θは３３度である。プロットＤでは、角度θは４５度である。プロットＥでは、角度θは６０度である。 In plot A, the angle θ is 10 degrees. In plot B, the angle θ is 20 degrees. In plot C, the angle θ is 33 degrees. In plot D, the angle θ is 45 degrees. In plot E, the angle θ is 60 degrees.

図４のグラフから、角度θが３３度の場合（プロットＣ）と４５度の場合（プロットＤ）とに、幅Ｗが４５［ｍｍ］以下であり長さＬが２０［ｍｍ］以下であるターンブロック３０にＶ字通路３１を形成可能であることが分かる。よって、ヘッダタンク２の中心線Ｐに対する内部通路３２の中心線Ｑの角度θは、３０度から４５度であることが望ましいことが分かる。なお、角度θの下限は、角度θが３３度のときのターンブロック３０の長さＬから、長さＬが２０［ｍｍ］のときの角度θを推定して３０度とした。 From the graph in Figure 4, it can be seen that when the angle θ is 33 degrees (plot C) and 45 degrees (plot D), it is possible to form a V-shaped passage 31 in a turn block 30 whose width W is 45 mm or less and whose length L is 20 mm or less. Therefore, it can be seen that the angle θ of the center line Q of the internal passage 32 relative to the center line P of the header tank 2 is preferably between 30 degrees and 45 degrees. The lower limit of the angle θ was set to 30 degrees by estimating the angle θ when the length L is 20 mm from the length L of the turn block 30 when the angle θ is 33 degrees.

このように、角度θを３０度から４５度とすることで、ターンブロック３０の幅を冷媒が流れる両ヘッダタンク２の幅以上に広げることなく、長さ方向の大きさを小さくすることができる。 In this way, by setting the angle θ to 30 degrees to 45 degrees, the lengthwise size can be reduced without widening the width of the turn block 30 beyond the width of both header tanks 2 through which the refrigerant flows.

なお、ここでは、ターンブロック３０の大きさは、幅Ｗが４５［ｍｍ］以下、長さＬが２０［ｍｍ］以下であり、内部通路３２の大きさをφ９．６［ｍｍ］とし、Ｖ字通路３１における最狭部の通路面積をφ９．６［ｍｍ］に相当する７２．４［ｍｍ^２］以上である場合を例示した。しかしながら、これらの大きさが異なっていても、ターンブロック３０の幅を冷媒が流れる両ヘッダタンク２の幅以上に広げることなく、長さ方向の大きさを小さくするための角度θの範囲は変わらない。 In this example, the size of the turn block 30 is a width W of 45 mm or less, a length L of 20 mm or less, the size of the internal passage 32 is φ9.6 mm, and the passage area of the narrowest part of the V-shaped passage 31 is 72.4 ^mm2 or more, which corresponds to φ9.6 mm. However, even if these sizes are different, the range of the angle θ for reducing the size in the length direction without widening the width of the turn block 30 beyond the width of both header tanks 2 through which the refrigerant flows remains unchanged.

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。 The above embodiment provides the following advantages:

液相と気相との相変化を生じる冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器１００は、対向して一対設けられるヘッダタンク２と、ヘッダタンク２どうしを接続し内部を流通する冷媒と周囲を流れる空気との間で熱交換を行う複数のチューブ１と、を有し、空気の流れ方向に複数重ねて設けられるコア部１０と、単一の部材によって形成され、一つのコア部１０のヘッダタンク２の端部と当該ヘッダタンク２と空気の流れ方向に重なる他のコア部１０のヘッダタンク２の端部との間を接続し、連続して冷媒を流通させるターンブロック３０と、を備え、ターンブロック３０は、各々のヘッダタンク２との各々の接続部３０ａから内部に向けて斜めの直線状に形成される内部通路３２の先端どうしが連通してＶ字状になるＶ字通路３１を有する。 The heat exchanger 100, which exchanges heat between the air and the refrigerant that undergoes a phase change between liquid and gas, has a pair of header tanks 2 arranged opposite each other, a plurality of tubes 1 that connect the header tanks 2 to each other and exchange heat between the refrigerant flowing inside and the air flowing around them, and is equipped with a core section 10 that is arranged in a stacked manner in the air flow direction, and a turn block 30 formed of a single member, which connects the end of the header tank 2 of one core section 10 to the end of the header tank 2 of another core section 10 that overlaps with the header tank 2 in the air flow direction, and allows the refrigerant to flow continuously. The turn block 30 has a V-shaped passage 31 in which the ends of the internal passages 32 that are formed in a diagonal straight line from each connection section 30a with each header tank 2 toward the inside are connected to each other to form a V shape.

この構成によれば、各々のヘッダタンク２との接続部３０ａから内部に向けて斜めの直線状に形成される内部通路３２の先端どうしが連通してＶ字通路３１を形成する。そのため、冷媒の流通に必要な通路面積を確保し、冷媒の流通における圧損を小さくすることができる。また、ターンブロック３０は単一の部材によって形成されるので、ターンブロック３０を小型にすることができ、耐圧性能を高くすることができる。したがって、冷媒の流通における圧損が小さく、小型で耐圧性能の高いターンブロック３０を備える熱交換器１００を提供することができる。 According to this configuration, the ends of the internal passages 32 that are formed in a diagonal straight line from the connection parts 30a with each header tank 2 toward the inside communicate with each other to form a V-shaped passage 31. This ensures the passage area required for the refrigerant to flow, and reduces pressure loss during the refrigerant flow. In addition, because the turn block 30 is formed from a single member, the turn block 30 can be made small and its pressure resistance can be increased. Therefore, it is possible to provide a heat exchanger 100 that has a small turn block 30 with high pressure resistance and reduces pressure loss during the refrigerant flow.

ターンブロック３０が複数部品からなる場合は、複数の部品どうしの接合強度の低下に起因する冷媒漏れ等が発生するリスクがあるため、製造工程や検査工程が複雑化するおそれがある。これに対して、熱交換器１００では、ターンブロック３０が単一の部材によって形成されるので、製造工程や検査工程が複雑化することを抑制できる。 If the turn block 30 is made up of multiple parts, there is a risk of refrigerant leakage due to a decrease in the bonding strength between the multiple parts, which may complicate the manufacturing and inspection processes. In contrast, in the heat exchanger 100, the turn block 30 is formed from a single member, which prevents the manufacturing and inspection processes from becoming complicated.

また、Ｖ字通路３１における最狭部の有効通路面積は、ヘッダタンク２内の最低通路面積以上である。 In addition, the effective passage area of the narrowest part of the V-shaped passage 31 is equal to or greater than the minimum passage area in the header tank 2.

この構成によれば、ターンブロック３０によって冷媒が流通する際の流路抵抗を増加させることを防止できる。 This configuration prevents the turn block 30 from increasing flow resistance when the refrigerant flows through it.

また、ヘッダタンク２の中心線Ｐに対する内部通路３２の角度θは、３０度から４５度である。 The angle θ of the internal passage 32 relative to the center line P of the header tank 2 is 30 degrees to 45 degrees.

この構成によれば、ターンブロック３０の幅を冷媒が流れる両ヘッダタンク２の幅以上に広げることなく、長さ方向の大きさを小さくすることができる。 This configuration allows the lengthwise size of the turn block 30 to be reduced without increasing its width beyond the width of both header tanks 2 through which the refrigerant flows.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments merely show some of the application examples of the present invention, and are not intended to limit the technical scope of the present invention to the specific configurations of the above embodiments.

１００熱交換器
１チューブ
２ヘッダタンク
１０コア部
３０ターンブロック
３０ａ接続部
３１Ｖ字通路
３２内部通路
100 Heat exchanger 1 Tube 2 Header tank 10 Core portion 30 Turn block 30a Connection portion 31 V-shaped passage 32 Internal passage

Claims

A heat exchanger for exchanging heat between a refrigerant that undergoes a phase change between a liquid phase and a gas phase and air,
a core portion including a pair of header tanks disposed opposite to each other and a plurality of tubes connecting the header tanks to each other and performing heat exchange between a refrigerant flowing inside the header tanks and air flowing around the header tanks, the core portion being stacked in a direction in which the air flows;
a turn block formed of a single member, connecting an end of the header tank of one of the core parts to an end of the header tank of another of the core parts overlapping with the header tank in the air flow direction, and allowing the refrigerant to flow continuously;
Equipped with
the turn block has internal passages formed in a diagonal straight line from each connection portion with the header tank toward the inside, the ends of the internal passages being connected to each other to form a V-shaped passage,
an effective passage area of the narrowest portion of the V-shaped passage is equal to or larger than a minimum passage area in the header tank;
A heat exchanger comprising:

A heat exchanger for exchanging heat between a refrigerant that undergoes a phase change between a liquid phase and a gas phase and air,
a core portion including a pair of header tanks disposed opposite to each other and a plurality of tubes connecting the header tanks to each other and performing heat exchange between a refrigerant flowing inside the header tanks and air flowing around the header tanks, the core portion being stacked in a direction in which the air flows;
a turn block formed of a single member, connecting an end of the header tank of one of the core parts to an end of the header tank of another of the core parts overlapping with the header tank in the air flow direction, and allowing the refrigerant to flow continuously;
Equipped with
the turn block has internal passages formed in a diagonal straight line from each connection portion with the header tank toward the inside, the ends of the internal passages being connected to each other to form a V-shaped passage,
the angle of the internal passage relative to the centerline of the header tank is between 30 degrees and 45 degrees;
A heat exchanger comprising: