WO2016067551A1 - 積層型熱交換器 - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/02—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the heat-exchange media travelling at an angle to one another
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
Definitions
- the present disclosure relates to a stacked heat exchanger that exchanges heat between a refrigerant and a heat medium in a refrigeration cycle.
- Laminate that heat-exchanges refrigerant and heat medium by alternately forming refrigerant flow paths and heat medium flow paths between heat transfer plates by overlapping a plurality of substantially flat plate heat transfer plates at intervals.
- a type heat exchanger is known.
- Patent Document 1 discloses an integrated cylindrical modulator that separates the gas-liquid refrigerant flowing out of the heat exchanger and stores the refrigerant.
- the present disclosure is a stacked heat exchanger including a gas-liquid separation unit that separates gas-liquid refrigerant and a supercooling unit that supercools liquid-phase refrigerant that has flowed out of the gas-liquid separation unit.
- An object of the present invention is to provide a stacked heat exchanger that can be downsized and can reduce dead space on mounting.
- the stacked heat exchanger includes a heat exchange unit and a gas-liquid separation unit.
- the heat exchange unit exchanges heat between the refrigerant of the refrigeration cycle and the heat medium.
- the gas-liquid separation unit separates the gas-liquid of the refrigerant that has flowed into the interior and stores excess refrigerant in the refrigeration cycle.
- the heat exchange part is formed by laminating and joining a plurality of first plate members.
- a plurality of refrigerant passages through which the refrigerant flows and a plurality of heat medium passages through which the heat medium flows are formed between the plurality of first plate-like members.
- the plurality of refrigerant passages and the plurality of heat medium passages are arranged side by side in the stacking direction of the plurality of first plate-like members.
- a heat is exchanged between the condensing unit that heat-exchanges the gas-phase refrigerant and the heat medium to condense the gas-phase refrigerant, and the liquid-phase refrigerant and the heat medium separated by the gas-liquid separation unit.
- a supercooling section that supercools the phase refrigerant is provided side by side in a direction orthogonal to the stacking direction.
- the condensing part and the supercooling part are partitioned by a heat insulating part.
- both the condensing part and the supercooling part are arranged in one refrigerant passage, the heat damage that the low-temperature liquid phase refrigerant flowing through the supercooling part is heated by the heat of the high-temperature refrigerant flowing through the condensing part may occur. There is sex. On the other hand, according to the 1st mode of this indication, generation of heat damage can be controlled by partitioning a condensation part and a supercooling part with a heat insulation part in a refrigerant passage.
- the stacked heat exchanger includes a heat exchange unit and a gas-liquid separation unit.
- the heat exchange unit exchanges heat between the refrigerant of the refrigeration cycle and the heat medium.
- the gas-liquid separation unit separates the gas-liquid of the refrigerant that has flowed into the interior and stores excess refrigerant in the refrigeration cycle.
- the heat exchanging part has a plurality of first plate-like members stacked, and is formed by stacking and joining a plurality of first plate-like members. Between the first plate-like members, a refrigerant passage through which a refrigerant flows or a plurality of heat medium passages through which a heat medium flows is formed. Between the first plate-like members, a plurality of refrigerant passages through which the refrigerant flows and a plurality of heat medium passages through which the heat medium flows are formed. The plurality of refrigerant passages and the plurality of heat medium passages are alternately arranged in the stacking direction of the plurality of first plate-like members.
- a heat is exchanged between the condensing unit that heat-exchanges the gas-phase refrigerant and the heat medium to condense the gas-phase refrigerant, and the liquid-phase refrigerant and the heat medium separated by the gas-liquid separation unit.
- a supercooling section that supercools the phase refrigerant is provided side by side in a direction orthogonal to the stacking direction.
- a heat insulating part that insulates the condensing part and the supercooling part is disposed between the condensing part and the supercooling part.
- FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line XIX-XIX in FIG. It is an enlarged view of the XX part of FIG. It is sectional drawing which shows the heat exchanger which concerns on 5th Embodiment. It is a front view which shows the heat exchanger in other embodiment (3).
- the heat exchanger shown in FIG. 1 constitutes a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner.
- the heat exchanger is a condenser that condenses the high-pressure side refrigerant by exchanging heat between the high-pressure side refrigerant and the cooling water of the refrigeration cycle.
- the cooling water of the present embodiment corresponds to the heat medium of the present disclosure.
- cooling water for example, a liquid containing at least ethylene glycol, dimethylpolysiloxane or nanofluid, or an antifreeze liquid can be used.
- ethylene glycol antifreeze (LLC) is used as the cooling water.
- the heat exchanger forms a refrigerant flow path and a heat medium flow path alternately between the heat transfer plates by overlapping a plurality of substantially flat plate heat transfer plates with a space therebetween. Is a stacked heat exchanger for exchanging heat.
- the heat exchanger includes a heat exchanging unit 1 for exchanging heat between the refrigerant of the refrigeration cycle and the cooling water, and a gas-liquid separation unit 2 for separating the gas-liquid of the refrigerant flowing into the interior and storing excess refrigerant in the refrigeration cycle. I have.
- the heat exchanging portion 1 is integrally formed by laminating and joining a large number of first plate members 11.
- the plate stacking direction of the first plate-like member 11 (the left-right direction in the examples of FIGS. 1 and 2) is referred to as the stacking direction.
- one end side in the plate stacking direction (right side in the examples of FIGS. 1 and 2) is referred to as one end side in the stacking direction.
- the other end side in the plate stacking direction left side in the examples of FIGS. 1 and 2) is referred to as the other end side in the stacking direction.
- the first plate member 11 is a long and substantially rectangular metal plate (in this example, made of aluminum or aluminum alloy).
- the heat exchanger of this embodiment is arrange
- the substantially laminating direction is a direction substantially orthogonal to the plate surface of the first plate-like member 11.
- the multiple first plate-like members 11 are joined to each other by brazing, with the overhanging portions 111 being laminated together.
- the multiple first plate-like members 11 are arranged so that the protruding directions of the overhang portions 111 are the same (substantially right in the example of FIG. 1).
- a plurality of refrigerant passages 12 through which a refrigerant flows and a plurality of cooling water passages 13 through which cooling water flows are formed between the plurality of first plate-like members 11.
- the cooling water passage 13 of the present embodiment corresponds to the heat medium passage of the present disclosure.
- one of the first plate members 11a protrudes partly toward the other first plate member 11b.
- a protruding portion 112 (second protruding portion) is provided.
- the protrusion 112 is joined to the other first plate member 11b.
- the first plate-like member 11a the first surface on the side where the protruding portion 112 protrudes, and the other first plate-like member 11b facing the first surface of the first plate-like member 11a.
- a refrigerant passage 12 is formed between the first surface and the first surface.
- the second surface which is the surface opposite to the first surface and the second of the other first plate-like member 11b facing the second surface of the first plate-like member 11a.
- a cooling water passage 13 is formed between the surfaces.
- the plurality of refrigerant passages 12 and the plurality of cooling water passages 13 are arranged side by side in the stacking direction. More specifically, the refrigerant passages 12 and the cooling water passages 13 are disposed (arranged in parallel) so as to be alternately stacked one by one in the stacking direction.
- the first plate-like member 11 serves as a partition wall that partitions the refrigerant passage 12 and the cooling water passage 13. Heat exchange between the refrigerant flowing through the refrigerant passage 12 and the cooling water flowing through the cooling water passage 13 is performed via the first plate member 11.
- the refrigerant passage 12 is disposed on the outermost side in the stacking direction.
- the refrigerant passage 12 has a condensing part 121 and a supercooling part 122.
- the condensing unit 121 heat-exchanges the gas-phase refrigerant and the cooling water to condense the gas-phase refrigerant.
- the supercooling unit 122 supercools the liquid phase refrigerant by exchanging heat between the liquid phase refrigerant separated by the gas-liquid separation unit 2 and the cooling water.
- the condensing part 121 and the supercooling part 122 are provided along with the direction orthogonal to the lamination direction.
- the condensing part 121 and the supercooling part 122 are provided along with the longitudinal direction of the 1st plate-shaped member 11, ie, the gravity direction. More specifically, in the refrigerant passage 12, the condensing unit 121 is disposed above the supercooling unit 122 in the gravity direction.
- the protrusion 112 formed on one first plate-like member 11a is joined to the other first plate-like member 11b.
- the refrigerant passage 12 can be partitioned into a condensing portion 121 and a supercooling portion 122.
- the protrusion 112 has a shape in which the surface facing the cooling water passage 13 of the first plate-like member 11a is recessed, and this recessed portion communicates with the cooling water passage 13 and Part of it.
- the condensing part 121 and the supercooling part 122 are partitioned by the heat insulating part 123.
- the heat insulating portion 123 of this embodiment constitutes a part of the cooling water passage 13.
- the heat exchanging unit 1 includes the first tank space 14 for condensation, the second tank space 15 for condensation, and the first tank for supercooling in addition to the refrigerant passage 12 and the cooling water passage 13 described above.
- a space 16 a supercooling second tank space 17, a cooling water first tank space 18, and a cooling water second tank space 19 are provided.
- the first plate member 11 includes a first tank space for condensation 14, a second tank space for condensation 15, a first tank space 16 for supercooling, A second tank space 17 for supercooling, a first tank space 18 for cooling water, and a second tank space 19 for cooling water are formed.
- the first tank space 14 for condensation and the second tank space 15 for condensation perform refrigerant distribution and aggregation with respect to the condensing portions 121 of the plurality of refrigerant passages 12.
- the first subcooling tank space 16 and the second subcooling tank space 17 distribute and collect refrigerant to the subcooling sections 122 of the plurality of refrigerant passages 12.
- the cooling water first tank space 18 and the cooling water second tank space 19 distribute and collect the cooling water to the plurality of cooling water passages 13.
- the condensation first tank space 14 distributes the refrigerant to the condensing portions 121 of the plurality of refrigerant passages 12.
- the condensation second tank space 15 collects refrigerant with respect to the condensing portions 121 of the plurality of refrigerant passages 12.
- the first tank space 16 for supercooling distributes the refrigerant to the supercooling portions 122 of the plurality of refrigerant passages 12.
- the supercooling second tank space 17 collects refrigerant with respect to the supercooling portions 122 of the plurality of refrigerant passages 12.
- the first tank space 18 for cooling water distributes the cooling water to the plurality of cooling water passages 13.
- the second tank space 19 for cooling water collects cooling water with respect to the plurality of cooling water passages 13.
- Condensing first tank space 14 Condensing second tank space 15, Supercooling first tank space 16, Supercooling second tank space 17, Cooling water first tank space 18, and Cooling water second tank space
- Reference numeral 19 denotes a communication hole formed in the first plate-like member 11.
- the direction in which the condensing unit 121 and the supercooling unit 122 are adjacent to each other in the refrigerant passage 12 is referred to as an arrangement direction.
- a direction perpendicular to both the arrangement direction and the stacking direction is referred to as a width direction.
- the arrangement direction coincides with the gravity direction and the longitudinal direction of the first plate-like member 11.
- the width direction coincides with the horizontal direction.
- the first tank space 18 for cooling water is formed in the cooling water passage 13 of the heat exchange unit 1 on the side having the supercooling part 122 in the arrangement direction (below the gravity direction) and in the width direction. It is arranged on one side (left side in the example of FIG. 4).
- the second cooling water tank space 19 is on the side having the condensing unit 121 in the arrangement direction (upward in the gravity direction) and on the other side in the width direction (in the example of FIG. 4). (Right).
- the cooling water flows from the supercooling part 122 in the arrangement direction toward the condensing part 121 and in the direction from one side in the width direction toward the other side. .
- the cooling water flows from the lower side to the upper side in the direction of gravity and from the left side to the right side in FIG.
- the first tank space 14 for condensing is a region farther from the supercooling part 122 than the center part of the condensing part 121 in the arrangement direction in the condensing part 121 of the heat exchange part 1 (upper side in the gravity direction). ) And on one side in the width direction (left side in the example of FIG. 5).
- the second tank space 15 for condensation is a region closer to the supercooling part 122 than the center part of the condensation part 121 in the arrangement direction in the condensation part 121 of the heat exchange part 1 (lower side in the gravity direction), and the width direction. It is arranged on the other side (right side in the example of FIG. 5).
- the first tank space 16 for supercooling is a region closer to the condensing part 121 than the central part of the supercooling part 122 in the arrangement direction in the supercooling part 122 of the heat exchange part 1 (upward in the gravity direction), and It is arranged on one side in the width direction (left side in the example of FIG. 5).
- the second tank space for supercooling 17 is a region far from the condensing unit 121 in the arrangement direction (lower side in the gravity direction) of the supercooling unit 122 of the heat exchange unit 1 and the other side in the width direction (in FIG. 5). It is arranged on the right side in the example.
- a refrigerant goes to the supercooling part 122 from the condensing part 121 of an arrangement direction, and is changed from one side to the other side of the width direction. It flows in the direction of heading.
- the refrigerant flows from the upper side to the lower side in the direction of gravity and from the left side to the right side in FIG.
- the refrigerant flow flowing through the refrigerant passage 12 and the cooling water flow flowing through the cooling water passage 13 intersect each other. That is, when the heat exchange unit 1 is viewed from the stacking direction, the refrigerant flow flowing through the condensing unit 121 and the cooling water flow flowing through the cooling water passage 13 intersect each other, and the refrigerant flow and cooling flowing through the supercooling unit 122 The cooling water flow flowing through the water passage 13 intersects.
- the condensing side inner part which divides
- Fins 51 are provided.
- the condensation-side inner fins 51 are offset fins in which the wall portions 51a that divide the condensation-side narrow channel 121a are arranged in a staggered manner along the refrigerant flow direction (that is, the arrangement direction).
- the supercooling unit 122 divides the flow path in the supercooling unit 122 into a plurality of subcooling side narrow flow channels 122 a to promote heat exchange between the refrigerant and the cooling water.
- Side inner fins 52 are provided.
- the supercooling side inner fin 52 is a straight fin in which a wall portion 52a dividing the supercooling side narrow channel 122a extends linearly in the refrigerant flow direction (that is, the arrangement direction).
- cooling water side inner fins 53 are also provided in the cooling water passage 13.
- an offset fin is employed as the cooling water side inner fin 53.
- the condensation-side inner fin 51, the supercooling-side inner fin 52, and the cooling water-side inner fin 53 are joined to both adjacent first plate-like members 11 by brazing.
- the first joint 31 is provided on the outermost plate-like member 11 ⁇ / b> A located on the outermost side on one end side in the stacking direction among the multiple first plate-like members 11 constituting the heat exchange unit 1.
- the 2nd joint 32, the 1st cooling water pipe 33, and the 2nd cooling water pipe 34 are attached.
- 1st joint 31 is a member for joining refrigerant piping, and forms the refrigerant inlet of a heat exchanger.
- the 2nd joint 32 is a member for joining refrigerant
- the first cooling water pipe 33 forms a cooling water inlet of the heat exchanger.
- the second cooling water pipe 34 forms a cooling water outlet of the heat exchanger.
- the first joint 31 is disposed at a portion corresponding to the first tank space 14 for condensation in the endmost plate member 11 ⁇ / b> A.
- the 2nd joint 32 is arrange
- the 1st cooling water pipe 33 is arrange
- the 2nd cooling water pipe 34 is arrange
- the first ceiling plate 11 ⁇ / b> B is thicker than the other first plate-like members 11 and has a longer length in the stacking direction of the overhanging portion 111.
- a gas-liquid separation unit 2 is connected to the surface of the first ceiling plate 11B opposite to the heat exchange unit 1.
- the gas-liquid separator 2 is integrally formed by stacking and joining a plurality of second plate-like members 21 to each other.
- the stacking direction of the second plate member 21 is parallel to the stacking direction (plate stacking direction) of the first plate member 11.
- the broken line in FIG. 2 has shown the liquid level of the liquid phase refrigerant
- the second plate-like member 21 is equal in length to the first plate-like member 11 in the arrangement direction and in the width direction.
- the second plate member 21 has a longer length in the stacking direction of the overhanging portion 211 than the first plate member 11.
- a plurality of gas-liquid separation passages 22 through which the refrigerant flowing from the condensing unit 121 of the heat exchange unit 1 flows are formed between the plurality of second plate-like members 21.
- the second plate-shaped member 21 is provided with a through hole (not shown) so that adjacent gas-liquid separation passages 22 communicate with each other.
- the length of the gas-liquid separation passage 22 in the stacking direction is longer than both the length of the refrigerant passage 12 in the stacking direction and the length of the cooling water passage 13 in the stacking direction.
- the inner fin is not arrange
- the second plate-like member 21 located on the outermost side on the other end side in the stacking direction is referred to as a second ceiling plate 21B.
- the second ceiling plate 21 ⁇ / b> B is thicker than the other second plate-like members 21.
- Ribs 212 are provided on the second ceiling board 21B.
- the rib 212 is formed by denting a part of the second ceiling plate 21B toward one end side (heat exchange part 1) in the stacking direction.
- a reinforcing plate 212A is joined to the second ceiling plate 21B of the present embodiment so as to cover the rib 212.
- the strength of the gas-liquid separation unit 2 can be improved by the rib 212.
- the strength of the gas-liquid separator 2 may be improved by adding a reinforcing plate or the like inside the gas-liquid separator 2. Further, the strength of the gas-liquid separation unit 2 may be further improved by joining a part of the multiple second plate-like members 21 constituting the gas-liquid separation unit 2 by surface matching or the like.
- a first through hole 113 is provided in a portion corresponding to the second tank space 15 for condensation in the first ceiling plate 11B.
- the condensing second tank space 15 communicates with the gas-liquid separation passage 22 via the first through hole 113.
- the first through-hole 113 of the present embodiment has a heat exchange section side outflow section for flowing out the refrigerant condensed in the condensing section 121 to the outside, and the refrigerant condensed in the condensing section 121 in the gas-liquid separation section 2. It fulfills the function of the inflow part on the gas-liquid separation part side. Therefore, it can be said that the heat exchanger of this embodiment has the heat exchange part side outflow part and the gas-liquid separation part side inflow part directly connected by the first through hole 113.
- a second through hole 114 is provided in a portion corresponding to the first tank space 16 for supercooling in the first ceiling plate 11B.
- the first tank space 16 for supercooling communicates with the gas-liquid separation passage 22 through the second through hole 114.
- the second through-hole 114 of the present embodiment has a gas-liquid separation part side outflow part that causes the liquid-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation part 2 to flow out to the outside, and the gas-liquid separation part 2 has gas. It fulfills the function of the heat exchange section side inflow section that causes the liquid phase separated liquid to flow into the supercooling section 122. Therefore, it can be said that the heat exchanger of this embodiment has the heat exchange part inflow part and the gas-liquid separation part side outflow part directly connected by the second through-hole 114.
- the condensing part 121 and the supercooling part 122 are provided side by side in the arrangement direction in the refrigerant passage 12 formed between the first plate-like members 11. Thereby, both the condensing part 121 and the supercooling part 122 can be arrange
- the condensing part 121 and the supercooling part 122 are partitioned by the heat insulating part 123. According to this, it is possible to suppress the occurrence of heat damage in which the low-temperature liquid-phase refrigerant flowing through the supercooling unit 122 is heated by the heat of the high-temperature refrigerant flowing through the condensing unit 121.
- the heat insulating portion 123 is configured as a part of the cooling water passage 13. Since the heat capacity of the cooling water is larger than that of the refrigerant, the heat insulation part 123 through which the cooling water circulates further suppresses the thermal interference between the refrigerant that circulates in the condensing part 121 and the refrigerant that circulates in the supercooling part 122. Heat exchange with water can be promoted.
- the cooling water flows into the protrusion 112 of the heat insulating portion 123 from the gap between the walls of the cooling water side inner fin 53 (offset fin), the cooling water flows inside the protrusion 112.
- the cooling water has a large heat capacity with respect to the refrigerant, and the cooling water flowing through the protrusion 112 is heat-exchanged with both the refrigerant flowing through the supercooling unit 122 and the refrigerant flowing through the condensing unit 121. For this reason, heat exchange between the refrigerant and the cooling water can be promoted while suppressing thermal interference between the refrigerants.
- the heat insulating portion 123 is configured by the protruding portion 112 formed by bending a part of the first plate-like member 11. For this reason, the heat insulation part 123 can be set without deteriorating the assembly workability of the heat exchange part 1. Furthermore, the increase in the number of parts for setting the heat insulation part 123 can also be prevented.
- the cooling water flows from the supercooling unit 122 to the condensing unit 121 and from one side in the width direction to the other side. ing.
- the refrigerant flows from the condensing unit 121 to the supercooling unit 122 and from one side in the width direction to the other side, as indicated by broken line arrows in FIG. ing. That is, in this embodiment, when the heat exchange unit 1 is viewed from the stacking direction, the refrigerant flow flowing through the refrigerant passage 12 and the cooling water flow flowing through the cooling water passage 13 are crossed. According to this, in each of the condensing part 121 and the supercooling part 122, the heat exchange efficiency of a refrigerant
- the surface of the first plate-like member 11 facing the refrigerant passage 12 in this embodiment is shown in FIG.
- the condensing side inner fin 51 or the supercooling side inner fin 52 is arranged in a region indicated by point hatching.
- the vicinity of the portion forming the tank spaces 14 to 19 is a dead water area.
- the dead water area is an area where the inner fins 51 and 52 cannot be physically disposed, or a space for facilitating the flow of the refrigerant into the inner fins 51 and 52.
- the cooling water flow is caused to flow from the supercooling unit 122 and flow to the condensing unit 121.
- the inner fins 51 and 52 can also be arrange
- straight fins are adopted as the supercooling side inner fins 52. According to this, in the supercooling part 122, the pressure loss of a refrigerant
- the heat exchange part 1 and the gas-liquid separation part 2 are directly connected by the 1st through-hole 113 and the 2nd through-hole 114 which were formed in the 1st ceiling board 11B. According to this, since it is not necessary to provide piping for connecting the heat exchange unit 1 and the gas-liquid separation unit 2, it is possible to reduce the mounting space for the heat exchanger and the number of components.
- the heat exchanger is configured to make a U-turn of the refrigerant flow in the gas-liquid separator 2. Since the gas-liquid separator 2 corresponds to an enlarged portion of the refrigerant flow path, the bending loss of the refrigerant flow path can be ignored. For this reason, it is possible to make the refrigerant flow U-turn while suppressing the occurrence of bending loss or the like of the refrigerant.
- the gas-liquid separation space in the gas-liquid separation unit 2 is constituted by a large number of second plate-like members 21.
- the condensing side inner fin 51 is arrange
- the second plate-like member 21 is cooled by the liquid phase refrigerant in the gas-liquid separation unit 2, even when bubbles (gas phase refrigerant) are slightly mixed when flowing into the gas-liquid separation unit 2, The bubbles are cooled and condensed by exchanging heat with the second plate member 21.
- the gas-liquid separation property of the gas-liquid separation unit 2 can be improved.
- FIG. 9 is a drawing corresponding to FIG. 3 of the first embodiment.
- the heat insulation part 123 of this embodiment is an air layer in which air exists. More specifically, the third plate member 41 is joined to one first plate member 11 a of the two first plate members 11 that define the coolant passage 12. The 3rd plate-shaped member 41 is joined to the surface which faces the refrigerant path 12 of one 1st plate-shaped member 11a.
- the third plate member 41 is provided with a protruding portion 412 that partially protrudes toward the other first plate member 11b.
- the protrusion 412 is joined to the other first plate member 11b.
- the protrusion 412 can partition the refrigerant passage 12 into a condensing part 121 and a supercooling part 122.
- the heat insulating portion 123 is formed of an air layer, even if the flow of the cooling water stops, the heat interference between the refrigerant between the condensing unit 121 and the supercooling unit 122. Can be reduced.
- the heat insulation part 123 is comprised by adding the 3rd plate-shaped member 41. FIG. For this reason, the heat insulation part 123 can be set without deteriorating the assembly workability of the heat exchange part 1.
- the third embodiment differs from the first embodiment in the configurations of the heat exchange unit 1 and the gas-liquid separation unit 2.
- the broken line in FIG. 11 has shown the liquid level of the liquid phase refrigerant
- the supercooling first tank space 16 of the present embodiment collects refrigerants with respect to the supercooling portions 122 of the plurality of refrigerant passages 12.
- the subcooling second tank space 17 distributes the refrigerant to the subcooling portions 122 of the plurality of refrigerant passages 12.
- the second joint 32 communicates with the first tank space 16 for supercooling.
- the overhanging portion 211 of the second plate-like member 21 overhangs (protrudes) toward the other end side in the stacking direction. That is, in the present embodiment, the protruding direction (projecting direction) of the protruding portion 211 of the second plate-shaped member 21 is opposite to the protruding direction (projecting direction) of the protruding portion 111 of the first plate-shaped member 11. It has become.
- the second plate-like member 21 located on the outermost side on one end side in the stacking direction is referred to as a third ceiling plate 21A.
- the third ceiling plate 21A is thicker than the other second plate-like member 21.
- the first ceiling plate 11B of the heat exchanging unit 1 is joined to the surface of the third ceiling plate 21A opposite to the gas-liquid separation unit 2.
- a third through hole 213 is provided in a portion of the third ceiling plate 21A corresponding to the first through hole 113 of the first ceiling plate 11B.
- the outer peripheral edge portion of the third through hole 213 is directly joined to the outer peripheral edge portion of the first through hole 113.
- the condensation second tank space 15 communicates with the gas-liquid separation passage 22 via the first through hole 113 and the third through hole 213.
- the first through hole 113 of the present embodiment functions as a heat exchange section side outflow section that causes the refrigerant condensed in the condensing section 121 to flow out to the outside.
- the third through-hole 213 of the present embodiment functions as a gas-liquid separation unit side inflow portion that causes the refrigerant condensed in the condensing unit 121 to flow into the gas-liquid separation unit 2.
- the outer peripheral edge portion of the third through hole 213 is directly joined to the outer peripheral edge portion of the first through hole 113. Therefore, it can be said that the heat exchanger of this embodiment has the heat exchange part side outflow part and the gas-liquid separation part side inflow part directly connected without interposing other members.
- a fourth through hole 214 is provided in a portion of the third ceiling plate 21A corresponding to the second through hole 114 of the first ceiling plate 11B.
- the outer peripheral edge portion of the fourth through hole 214 is directly joined to the outer peripheral edge portion of the second through hole 114.
- the supercooling second tank space 17 communicates with the gas-liquid separation passage 22 via the second through hole 114 and the fourth through hole 214.
- the fourth through-hole 214 of the present embodiment functions as a gas-liquid separation part side outflow part that causes the liquid-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation part 2 to flow out.
- the second through-hole 114 of the present embodiment functions as a heat exchange section side inflow section that allows the liquid-phase refrigerant separated from the gas-liquid separation section 2 to flow into the supercooling section 122.
- the outer peripheral edge portion of the fourth through hole 214 is directly joined to the outer peripheral edge portion of the second through hole 114. Therefore, it can be said that the heat exchanger of this embodiment has the heat exchange part side inflow part and the gas-liquid separation part side outflow part directly connected without interposing other members.
- the third ceiling plate 21 ⁇ / b> A is provided with a recess 215.
- the recess 215 is formed by denting a part of the third ceiling plate 21A toward the other end side in the stacking direction.
- a gap can be formed between the first ceiling plate 11B and the third ceiling plate 21A, that is, between the heat exchange unit 1 and the gas-liquid separation unit 2. it can.
- the multiple first plate-like members 11 constituting the heat exchanging portion 1 are substantially cylindrical protruding portions that protrude toward one end side or the other end side in the stacking direction. 115.
- the protrusions 115 are provided at portions corresponding to the four corners of the first plate-like member 11, the second tank space 15 for condensation, and the first tank space 16 for supercooling.
- the first tank space for condensation 14, the second tank space for condensation 15, the first tank space for supercooling 16, the second tank space for supercooling 17, the first tank space for cooling water 18, and the cooling Water second tank spaces 19 are respectively formed.
- the protruding portion 115 formed on one first plate-like member 11a and the protruding portion 115 formed on the other first plate-like member 11b are fitted together, and the first tank space for condensation 14, the condensation A second tank space 15, a supercooling first tank space 16, a supercooling second tank space 17, a cooling water first tank space 18 and a cooling water second tank space 19 are formed.
- first plate-like members 11 constituting the heat exchanging portion 1, between the central portion in the laminating direction and the outermost first plate-like member 11 on one end side in the laminating direction.
- One first plate-like member 11 located in a region far from the liquid separation part 2 has a closing part 116 that closes the protruding part 115 constituting the first tank space 14 for condensation. Thereby, the 1st tank space 14 for condensation is divided into two spaces in the lamination direction.
- One first plate-like member 11 located in a region closer to the gas-liquid separation unit 2 than the gas-liquid separation unit 2 has a closing part 116 that closes the protruding part 115 that constitutes the second tank space 15 for condensation.
- the second tank space for condensation 15 is partitioned into two spaces in the stacking direction.
- closing portion 116 is formed integrally with the protruding portion 115, that is, the first plate-like member 11.
- the refrigerant flowing from the first joint 31 moves from the first tank space 14 for condensation to the second tank space for condensation from the first tank space 14 for condensation. It flows toward 15 and flows into the second tank space 15 for condensation.
- the refrigerant that has flowed into the second condensation tank space 15 flows from the second condensation tank space 15 toward the first condensation tank space 14 through the condensation part 121B located at the center in the stacking direction, and is condensed first. It flows into one tank space 14.
- the refrigerant that has flowed into the first condensation tank space 14 flows through the condensing portion 121C on the other end side in the stacking direction from the first condensation tank space 14 toward the second condensation tank space 15 to form the first through hole.
- 113 and the third through hole 213 flow into the gas-liquid separator 2. That is, the heat exchange unit 1 is configured such that the refrigerant flow makes a U-turn twice in the condensing unit 121.
- the refrigerant that has flowed into the gas-liquid separation unit 2 is gas-liquid separated, and the liquid-phase refrigerant flows into the second tank space 17 for supercooling through the fourth through hole 214 and the second through hole 114.
- the liquid-phase refrigerant that has flowed into the second supercooling tank space 17 flows from the second supercooling portion 122 toward the first supercooling tank space 16 through the second supercooling portion 122 and from the second joint 32. It flows out to the outside.
- the condensing unit 121 is configured such that the refrigerant flow makes a U-turn twice. Thereby, since the flow velocity of the refrigerant
- the condensing unit 121 by configuring the condensing unit 121 so that the refrigerant flow makes a U-turn twice, the high-temperature refrigerant flowing in from the discharge side of the compressor is located in the condensing unit 121 adjacent to the gas-liquid separation unit 2. There is no direct inflow. Thereby, since the refrigerant
- the recessed part 215 is provided in the 3rd ceiling board 21A, and the clearance gap is formed between the heat exchange part 1 and the gas-liquid separation part 2.
- the clearance gap is formed between the heat exchange part 1 and the gas-liquid separation part 2.
- the second tank space 17 for supercooling is disposed at the lowest part in the direction of gravity. According to this, a liquid phase refrigerant with a heavy specific gravity can be flowed more reliably from the gas-liquid separation part 2.
- the gas-liquid separation unit 2 of the present embodiment is configured by a known cylindrical modulator.
- the gas-liquid separation unit 2 includes a main body 200, a cap 201, a filter 202, a desiccant 203, and the like.
- the main body 200 is formed in a cylindrical shape, separates the gas-liquid of the refrigerant flowing into the inside, and stores excess refrigerant in the refrigeration cycle.
- the main body 200 is formed of a bottomed cylindrical tank that is open at one end in the longitudinal direction.
- the main body 200 is joined to the heat exchange unit 1 so as to open downward in the direction of gravity.
- the cap 201 is a substantially cylindrical lid member that closes the opening of the main body 200.
- the cap 201 can be attached to and detached from the main body 200.
- the cap 201 is made of a compressor lubricating oil that circulates in the refrigeration cycle together with the refrigerant and a resin excellent in deterioration resistance and heat resistance with respect to the refrigerant, such as nylon and polyester.
- the filter 202 is a member that forms a fine mesh on the whole and captures foreign matters such as dust in the refrigerant that passes through the filter 202, and is formed of the same resin material as the cap 201. Yes.
- the desiccant 203 is one in which granular zeolite for water absorption is stored inside the bag body, and absorbs moisture in the refrigerant. This prevents each functional component constituting the refrigeration cycle from being corroded by moisture in the refrigerant, or freezing at the pores of the expansion valve to stagnate the refrigerant flow.
- the desiccant 203 is accommodated in a space above the filter 202 in the main body 200.
- a portion corresponding to the second tank space 15 for condensation in the first ceiling plate 11B is provided with a substantially cylindrical first protrusion 117 that protrudes toward the gas-liquid separator 2 (the other end in the stacking direction). ing.
- a first through hole 217 is formed at a portion of the main body 200 of the gas-liquid separator 2 that faces the first protrusion 117.
- the first through hole 217 is formed in a shape corresponding to the first projecting portion 117.
- a first protrusion 117 is inserted into the first through hole 217.
- the outer peripheral surface of the first protrusion 117 is directly joined to the inner peripheral surface of the first through hole 217.
- the second tank space 15 for condensation communicates with the internal space of the main body 200 of the gas-liquid separation unit 2 via the first protrusion 117 and the first through hole 217.
- the 1st protrusion part 117 of this embodiment has fulfill
- the first through-hole 217 according to the present embodiment functions as a gas-liquid separation unit side inflow portion that allows the refrigerant condensed in the condensing unit 121 to flow into the gas-liquid separation unit 2. Further, as described above, the outer peripheral surface of the first protruding portion 117 is directly joined to the inner peripheral surface of the first through hole 217. Therefore, it can be said that the heat exchanger of this embodiment has the heat exchange part side outflow part and the gas-liquid separation part side inflow part directly connected without interposing other members.
- a substantially cylindrical second protrusion 118 protruding toward the gas-liquid separator 2 (the other end side in the stacking direction). Is provided.
- a second through hole 218 is formed in a portion of the main body 200 of the gas-liquid separator 2 that faces the second protrusion 118.
- the second through hole 218 is formed in a shape corresponding to the second protrusion 118.
- a second protrusion 118 is inserted into the second through hole 218.
- the outer peripheral surface of the second protrusion 118 is directly joined to the inner peripheral surface of the second through hole 218.
- the second through-hole 218 of the present embodiment functions as a gas-liquid separation part side outflow part that causes the liquid-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation part 2 to flow out.
- the second projecting portion 118 of the present embodiment functions as a heat exchange portion side inflow portion that causes the liquid-phase refrigerant separated in the gas-liquid separation portion 2 to flow into the subcooling portion 122.
- the outer peripheral surface of the second protrusion 118 is directly joined to the inner peripheral surface of the second through hole 218. Therefore, it can be said that the heat exchanger of this embodiment has the heat exchange part side inflow part and the gas-liquid separation part side outflow part directly connected without interposing other members.
- the first protrusion 117 and the second protrusion 118 are formed integrally with the first ceiling plate 11B.
- the 1st protrusion part 117 and the 2nd protrusion part 118 are formed by giving a burring process to the 1st ceiling board 11B.
- the condensing part 121 and the supercooling part 122 are provided side by side in the arrangement direction in the refrigerant passage 12 formed between the first plate-like members 11. .
- an existing modulator mass product
- the fifth embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the portion where the heat exchange unit 1 and the gas-liquid separation unit 2 are joined.
- the arrangement direction of the condensing unit 121 and the supercooling unit 122 coincides with the horizontal direction.
- the width direction coincides with the gravity direction.
- the third ceiling plate 21 ⁇ / b> A located closest to the heat exchange unit 1 is the other second plate member 21 ⁇ / b> A.
- the plate thickness is thicker.
- the plate-shaped coupling member 25 is arrange
- the coupling member 25 is joined to the third ceiling plate 21A by brazing.
- the coupling member 25 is provided with a plurality of protrusions 251 (first protrusions) that partially protrude toward the first ceiling plate 11B.
- the protrusion 251 is joined to the first ceiling plate 11B by brazing.
- a gap is formed between the first ceiling plate 11 ⁇ / b> B and the third ceiling plate 21 ⁇ / b> A, that is, between the heat exchange unit 1 and the gas-liquid separation unit 2. be able to.
- This gap is an air layer in which air is present, and serves as a heat insulating part between the heat exchange part 1 and the gas-liquid separation part 2.
- one protrusion 251 is disposed at a portion corresponding to the first through hole 113.
- a first communication hole 252 communicating with the first through hole 113 is formed in the protrusion 251 corresponding to the first through hole 113.
- the condensation second tank space 15 communicates with the gas-liquid separation passage 22 via the first through hole 113 and the first communication hole 252.
- the protruding portion 251 functions as a partition that partitions the refrigerant flow path between the second tank space 15 for condensation and the gas-liquid separation passage 22 and the heat insulating air layer between the heat exchange portion 1 and the gas-liquid separation portion 2. Plays.
- the other one of the plurality of protrusions 251 is disposed at a portion corresponding to the second through hole 114.
- the protrusion 251 corresponding to the second through hole 114 has the same structure as the protrusion 251 corresponding to the first through hole 113 shown in FIG. Therefore, the reference numerals corresponding to the structure in the vicinity of the second through hole 114 are given in parentheses in FIG.
- a second communication hole 253 that communicates with the second through hole 114 is formed in the projecting portion 251 corresponding to the first through hole 113.
- the supercooling first tank space 16 communicates with the gas-liquid separation passage 22 via the second through hole 114 and the second communication hole 253.
- the projecting portion 251 is a partition wall that partitions the refrigerant flow path between the first tank space 16 for supercooling and the gas-liquid separation passage 22 and the adiabatic air layer between the heat exchange portion 1 and the gas-liquid separation portion 2. Playing a role.
- the second ceiling plate 21B located on the outermost side on the other end side in the stacking direction and the outermost 2 on the other end side in the stacking direction
- the fourth fourth ceiling plate 21 ⁇ / b> C is thicker than the other second plate-like members 21. Thereby, the gas-liquid separation part 2 is reinforced.
- the inner fin 26 is joined to the surface on the one end side in the stacking direction of the second ceiling plate 21B and the fourth ceiling plate 21C by brazing.
- the inner fin 26 is a reinforcing member that reinforces the gas-liquid separator 2.
- a collar 27 is disposed between the second plate members 21 other than the second ceiling plate 21B and the fourth ceiling plate 21C among the multiple second plate members 21 constituting the gas-liquid separation unit 2. ing.
- the collar 27 is a reinforcing member that reinforces the gas-liquid separator 2.
- the collar 27 is joined to both of the second plate-like members 21 adjacent to each other by brazing.
- the collar 27 has a cylindrical portion, and is arranged at the periphery of the through hole 219 provided in the second plate member 21.
- the through hole 219 is a communication hole that allows adjacent gas-liquid separation passages 22 to communicate with each other.
- the cylindrical portion of the collar 27 is provided with at least one notch. Thereby, the collar 27 does not disturb the communication between the adjacent gas-liquid separation passages 22.
- a plate-like coupling member 25 interposed between the heat exchange unit 1 and the gas-liquid separation unit 2 is provided.
- the coupling member 25 couples the heat exchange unit 1 and the gas-liquid separation unit 2, and forms a gap where air exists between the heat exchange unit 1 and the gas-liquid separation unit 2. Thereby, the heat insulation between the heat exchange part 1 and the gas-liquid separation part 2 can be improved.
- the coupling member 25 has a protruding portion 251 that protrudes from one of the heat exchange unit 1 and the gas-liquid separation unit 2 toward the other to form a gap. Thereby, a clearance gap can be formed between the heat exchange part 1 and the gas-liquid separation part 2 by simple structure.
- the projecting portion 251 is formed with communication holes 252 and 253 that allow the refrigerant passage 12 and the internal space of the gas-liquid separation portion 2 to communicate with each other.
- a clearance gap is formed between the heat exchange part 1 and the gas-liquid separation part 2, and the refrigerant path 12 and the internal space of the gas-liquid separation part 2 can be communicated.
- the supercooling side inner fins 52 are not limited thereto.
- an offset fin in which wall portions 52a dividing the supercooling side narrow channel 122a are arranged in a staggered manner along the refrigerant flow direction may be adopted. According to this, it is possible to share the condensing side inner fin 51 and reduce the dead water region due to the refrigerant diffusibility of the inner fin.
- the arrangement direction may be arranged so that the stacking direction matches the horizontal direction.
- a solid line arrow indicates a cooling water flow
- a broken line arrow indicates a refrigerant flow.
- a desiccant may be provided inside the gas-liquid separation unit 2.
- a desiccant insertion hole is set on the outer side of the gas-liquid separator 2 (the other end in the stacking direction, for example, the second ceiling plate 21B), and the lid is covered with a plug or the like after the desiccant is inserted.
- a desiccant may be provided inside the separation unit 2.
- the coupling member 25 is provided with the protrusion 251 so that a gap is formed between the heat exchange unit 1 and the gas-liquid separation unit 2, but the coupling member 25 is notched.
- a gap may be formed between the heat exchange unit 1 and the gas-liquid separation unit 2 by providing a hole or a hole.
- the heat insulating part 123 that insulates the condensing part 121 and the supercooling part 122 is arranged between the condensing part 121 and the supercooling part 122 in the refrigerant passage 12.
- At least one first plate-like member 11 of the two first plate-like members 11 forming the cooling water passage 13 is directed toward the other first plate-like member 11 facing one first plate-like member 11.
- the protrusion part which protrudes in this way is formed, and the condensation part 121 and the supercooling part 122 are separated and insulated by the protrusion part.
- the protruding portion has a shape in which the surface of the first plate member 11 facing the cooling water passage 13 is recessed toward the coolant passage 12, and the recessed portion communicates with the cooling water passage 13. That's fine.
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Abstract
積層型熱交換器は、熱交換部(1)と気液分離部(2)を備える。熱交換部は、冷凍サイクルの冷媒と熱媒体とを熱交換させる。気液分離部は、内部に流入した冷媒の気液を分離する。熱交換部は、複数の第1板状部材(11)が互いに積層されて接合されることによって形成されている。複数の第1板状部材同士の間には、冷媒が流れる複数の冷媒通路(12)、および熱媒体が流れる複数の熱媒体通路(13)が形成されている。複数の冷媒通路および複数の熱媒体通路は、複数の第1板状部材の積層方向に並んで配置されている。冷媒通路には、気相冷媒と熱媒体とを熱交換させて気相冷媒を凝縮させる凝縮部(121)と、気液分離部によって気液分離された液相冷媒と熱媒体とを熱交換させて液相冷媒を過冷却する過冷却部(122)とが、積層方向に直交する方向に並んで設けられている。冷媒通路において、凝縮部と過冷却部とが断熱部(123)により仕切られている。
Description
本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、2014年10月30日に出願された日本特許出願2014-221498号および2015年8月4日に出願された日本特許出願2015-154477号を基にしている。
本開示は、冷凍サイクルの冷媒と熱媒体とを熱交換する積層型熱交換器に関する。
複数の略平板状の伝熱プレートを間隔をおいて重ね合わせることにより、伝熱プレート間に冷媒流路と熱媒体流路とを交互に形成して、冷媒と熱媒体とを熱交換させる積層型熱交換器が知られている。このような積層型熱交換器において、当該熱交換器から流出する冷媒の気液を分離するとともに冷媒を蓄える円筒状のモジュレータを一体化させたものが、特許文献1に開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の積層型熱交換器では、略筐体形状の熱交換器の外側に円筒状のモジュレータを一体化させている。このため、体格が大型化するとともに、搭載時に何も配置されないスペース、いわゆるデッドスペースが発生してしまう。さらに、このようなモジュレータ一体型の熱交換器に対し、モジュレータから流出した液相冷媒を過冷却する筐体状熱交換器を追加する場合、体格がますます大型化するおそれがある。
本開示は上記点に鑑みて、冷媒の気液を分離する気液分離部と、気液分離部から流出した液相冷媒を過冷却する過冷却部を備える積層型熱交換器において、体格の小型化を図るとともに、搭載上のデッドスペースを小さくすることが可能な積層型熱交換器を提供することを目的とする。
本開示の第1態様に係る積層型熱交換器は、熱交換部と気液分離部を備える。熱交換部は、冷凍サイクルの冷媒と熱媒体とを熱交換させる。気液分離部は、内部に流入した冷媒の気液を分離するとともに冷凍サイクル内の余剰冷媒を蓄える。
熱交換部は、複数の第1板状部材が互いに積層されて接合されることによって形成されている。複数の第1板状部材同士の間には、冷媒が流れる複数の冷媒通路、および熱媒体が流れる複数の熱媒体通路が形成されている。複数の冷媒通路および複数の熱媒体通路は、複数の第1板状部材の積層方向に並んで配置されている。冷媒通路には、気相冷媒と熱媒体とを熱交換させて気相冷媒を凝縮させる凝縮部と、気液分離部によって気液分離された液相冷媒と熱媒体とを熱交換させて液相冷媒を過冷却する過冷却部とが、積層方向に直交する方向に並んで設けられている。冷媒通路において、凝縮部と過冷却部とが断熱部により仕切られている。
これによれば、冷媒通路に、凝縮部と過冷却部とを、積層方向に直交する方向に並んで設けることで、複数の第1板状部材同士の間に形成される冷媒通路内に、凝縮部と過冷却部の双方を配置することができる。このため、過冷却部として機能する筐体状熱交換器を新たに追加する必要がないので、体格の小型化を図るとともに、搭載上のデッドスペースを小さくすることが可能となる。
1つの冷媒通路内に凝縮部および過冷却部の双方を配置すると、凝縮部を流通する高温冷媒の熱により過冷却部を流通する低温の液相冷媒が加熱されるという熱害が発生する可能性がある。これに対し、本開示の第1態様によれば、冷媒通路において、凝縮部と過冷却部とを断熱部により仕切ることで、熱害の発生を抑制することができる。
本開示の第2態様に係る積層型熱交換器は、熱交換部と気液分離部を備える。熱交換部は、冷凍サイクルの冷媒と熱媒体とを熱交換させる。気液分離部は、内部に流入した冷媒の気液を分離するとともに冷凍サイクル内の余剰冷媒を蓄える。
熱交換部は、積層された複数の第1板状部材を有しており、複数の第1板状部材が互いに積層されて接合されることによって形成されている。第1板状部材同士の間には、冷媒が流れる冷媒通路または熱媒体が流れる複数の熱媒体通路が形成されている。第1板状部材同士の間には、冷媒が流れる複数の冷媒通路、および熱媒体が流れる複数の熱媒体通路が形成されている。複数の冷媒通路および複数の熱媒体通路は、複数の第1板状部材の積層方向において交互に配置されている。冷媒通路には、気相冷媒と熱媒体とを熱交換させて気相冷媒を凝縮させる凝縮部と、気液分離部によって気液分離された液相冷媒と熱媒体とを熱交換させて液相冷媒を過冷却する過冷却部とが、積層方向に直交する方向に並んで設けられている。冷媒通路において、凝縮部と過冷却部との間には、凝縮部と過冷却部とを断熱する断熱部が配されている。
本開示の第2態様によれば、第1態様と同様の作用効果を奏することができる。
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
第1実施形態に係る熱交換器を示す平面図である。
第1実施形態に係る熱交換器を示す断面図である。
図2のIII部の拡大図である。
図1のIV矢視図である。
図1のV矢視図である。
第1実施形態における凝縮側インナーフィンを示す斜視図である。
第1実施形態における過冷却側インナーフィンを示す斜視図である。
第1実施形態における第1板状部材の冷媒通路側の面を示す説明図である。
第2実施形態に係る熱交換器の部分拡大断面図である。
第3実施形態に係る熱交換器を示す平面図である。
第3実施形態に係る熱交換器を示す断面図である。
第3実施形態に係る熱交換器の部分拡大平面図である。
第3実施形態に係る熱交換器の部分拡大断面図である。
図10のXIV矢視図である。
第4実施形態に係る熱交換器を示す平面図である。
第4実施形態に係る熱交換器を示す断面図である。
第5実施形態に係る熱交換器を示す正面図である。
図17のXVIII矢視図である。
図17のXIX-XIX線における断面図である。
図19のXX部の拡大図である。
第5実施形態に係る熱交換器を示す断面図である。
他の実施形態(3)における熱交換器を示す正面図である。
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の実施形態を説明する。各実施形態において先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
(第1実施形態)
第1実施形態について図1~図8に基づいて説明する。図1に示す熱交換器は、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成している。熱交換器は、冷凍サイクルの高圧側冷媒と冷却水とを熱交換して高圧側冷媒を凝縮させる凝縮器である。なお、本実施形態の冷却水が、本開示の熱媒体に相当している。
第1実施形態について図1~図8に基づいて説明する。図1に示す熱交換器は、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成している。熱交換器は、冷凍サイクルの高圧側冷媒と冷却水とを熱交換して高圧側冷媒を凝縮させる凝縮器である。なお、本実施形態の冷却水が、本開示の熱媒体に相当している。
冷却水としては、例えば、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、または不凍液体等を用いることができる。本実施形態では、冷却水として、エチレングリコール系の不凍液(LLC)が用いられている。
熱交換器は、複数の略平板状の伝熱プレートを間隔をおいて重ね合わせることにより、伝熱プレート間に冷媒流路と熱媒体流路とを交互に形成して、冷媒と熱媒体とを熱交換させる積層型熱交換器である。
熱交換器は、冷凍サイクルの冷媒と冷却水とを熱交換させる熱交換部1と、内部に流入した冷媒の気液を分離するとともに冷凍サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離部2とを備えている。
図1および図2に示すように、熱交換部1は、多数の第1板状部材11が積層されて接合されることによって一体的に形成されている。以下では、第1板状部材11の板積層方向(図1および図2の例では左右方向)を積層方向と言う。また、板積層方向の一端側(図1および図2の例では右側)を積層方向の一端側と言う。また、板積層方向の他端側(図1および図2の例では左側)を積層方向の他端側と言う。
第1板状部材11は、細長の略矩形状の金属製(本例ではアルミニウムまたはアルミニウム合金製)の板材である。本実施形態の熱交換器は、第1板状部材11の長手方向が重力方向と一致するように配置されている。
略矩形状の第1板状部材11の外周縁部には、略積層方向に突出する張出部111が形成されている。略積層方向とは、換言すれば、第1板状部材11の板面と略直交する方向である。多数の第1板状部材11は、互いに積層された状態で張出部111同士がろう付けにより接合されている。多数の第1板状部材11は、張出部111の突出方向が互いに同じ(図1の例では略右方)になるように配置されている。
図2に示すように、複数の第1板状部材11同士の間には、冷媒が流れる複数の冷媒通路12、および冷却水が流れる複数の冷却水通路13が形成されている。なお、本実施形態の冷却水通路13が、本開示の熱媒体通路に相当している。
より詳細には、冷媒通路12を区画する二枚の第1板状部材11のうち、一方の第1板状部材11aには、その一部を他方の第1板状部材11bに向けて突出する突出部112(第2突出部)が設けられている。
突出部112は、他方の第1板状部材11bに接合されている。換言すると、一方の第1板状部材11aのうち突出部112が突出した側の第1面と、この第1板状部材11aの第1面と対向する他方の第1板状部材11bの第1面との間には冷媒通路12が形成されている。一方の第1板状部材11aのうち第1面と反対側の面である第2面と、この第1板状部材11aの第2面と対向する他方の第1板状部材11bの第2面との間には冷却水通路13が形成されている。
複数の冷媒通路12および複数の冷却水通路13は、積層方向に並んで配置されている。より詳細には、冷媒通路12および冷却水通路13は積層方向に1本ずつ交互に積層するように配置(並列に配置)されている。第1板状部材11は、冷媒通路12と冷却水通路13とを仕切る隔壁の役割を果たしている。冷媒通路12を流れる冷媒と、冷却水通路13を流れる冷却水との熱交換は、第1板状部材11を介して行われる。なお、積層方向において最も外側には冷媒通路12が配置されている。
冷媒通路12は、凝縮部121と過冷却部122を有している。凝縮部121は、気相冷媒と冷却水とを熱交換させて気相冷媒を凝縮させる。過冷却部122は、気液分離部2によって気液分離された液相冷媒と冷却水とを熱交換させて液相冷媒を過冷却する。凝縮部121および過冷却部122は、積層方向に直交する方向に並んで設けられている。
本実施形態では、凝縮部121および過冷却部122は、第1板状部材11の長手方向、すなわち重力方向に並んで設けられている。より詳細には、冷媒通路12において、凝縮部121は、過冷却部122よりも重力方向の上方に配置されている。
図3に示すように、一方の第1板状部材11aに形成された突出部112は、他方の第1板状部材11bに接合されている。この突出部112によって、冷媒通路12を凝縮部121と過冷却部122とに仕切ることができる。換言すると、突出部112は第1板状部材11aの冷却水通路13に面する面が凹んだ形状を有しており、この凹んだ部分は冷却水通路13と連通し、冷却水通路13の一部を構成している。
つまり、冷媒通路12において、凝縮部121と過冷却部122とは、断熱部123により仕切られている。本実施形態の断熱部123は、冷却水通路13の一部を構成している。
図1および図2に戻り、熱交換部1は、上述した冷媒通路12および冷却水通路13の他に、凝縮用第1タンク空間14、凝縮用第2タンク空間15、過冷却用第1タンク空間16、過冷却用第2タンク空間17、冷却水用第1タンク空間18および冷却水用第2タンク空間19を備えている。
換言すると、第1板状部材11は、上述した冷媒通路12および冷却水通路13の他に、凝縮用第1タンク空間14、凝縮用第2タンク空間15、過冷却用第1タンク空間16、過冷却用第2タンク空間17、冷却水用第1タンク空間18および冷却水用第2タンク空間19を形成している。
凝縮用第1タンク空間14および凝縮用第2タンク空間15は、複数の冷媒通路12の凝縮部121に対して冷媒の分配および集合を行う。過冷却用第1タンク空間16および過冷却用第2タンク空間17は、複数の冷媒通路12の過冷却部122に対して冷媒の分配および集合を行う。冷却水用第1タンク空間18および冷却水用第2タンク空間19は、複数の冷却水通路13に対して冷却水の分配および集合を行う。
具体的に本実施形態では、凝縮用第1タンク空間14は、複数の冷媒通路12の凝縮部121に対して冷媒の分配を行う。凝縮用第2タンク空間15は、複数の冷媒通路12の凝縮部121に対して冷媒の集合を行う。
過冷却用第1タンク空間16は、複数の冷媒通路12の過冷却部122に対して冷媒の分配を行う。過冷却用第2タンク空間17は、複数の冷媒通路12の過冷却部122に対して冷媒の集合を行う。
冷却水用第1タンク空間18は、複数の冷却水通路13に対して冷却水の分配を行う。冷却水用第2タンク空間19は、複数の冷却水通路13に対して冷却水の集合を行う。
凝縮用第1タンク空間14、凝縮用第2タンク空間15、過冷却用第1タンク空間16、過冷却用第2タンク空間17、冷却水用第1タンク空間18および冷却水用第2タンク空間19は、第1板状部材11に形成された連通孔によって構成されている。
以下、冷媒通路12において、凝縮部121と過冷却部122とが隣り合う方向を、配置方向という。また、冷媒通路12において、配置方向および積層方向の双方に直交する方向を幅方向という。本実施形態では、配置方向は、重力方向および第1板状部材11の長手方向に一致している。また、本実施形態では、幅方向は、水平方向に一致している。
図4に示すように、冷却水用第1タンク空間18は、熱交換部1の冷却水通路13において、配置方向の過冷却部122を有する側(重力方向の下方)、かつ、幅方向の一側(図4の例では左方)に配置されている。冷却水用第2タンク空間19は、熱交換部1の冷却水通路13において、配置方向の凝縮部121を有する側(重力方向の上方)、かつ、幅方向の他側(図4の例では右方)に配置されている。
このため、冷却水通路13において、冷却水は、図4の実線矢印に示すように、配置方向の過冷却部122から凝縮部121に向かうとともに幅方向の一側から他側に向う方向に流れる。本実施形態では、冷却水通路13において、冷却水は、重力方向の下方から上方に向かって、かつ、図4における左方から右方に向かって流れる。
図5に示すように、凝縮用第1タンク空間14は、熱交換部1の凝縮部121のうち、配置方向における凝縮部121の中央部よりも過冷却部122から遠い領域(重力方向の上側)、かつ、幅方向の一側(図5の例では左側)に配置されている。凝縮用第2タンク空間15は、熱交換部1の凝縮部121のうち、配置方向における凝縮部121の中央部よりも過冷却部122に近い領域(重力方向の下側)、かつ、幅方向の他側(図5の例では右側)に配置されている。
また、過冷却用第1タンク空間16は、熱交換部1の過冷却部122において、配置方向における過冷却部122の中央部よりも凝縮部121に近い領域(重力方向の上側)、かつ、幅方向の一側(図5の例では左側)に配置されている。過冷却用第2タンク空間17は、熱交換部1の過冷却部122のうち、配置方向における凝縮部121から遠い領域(重力方向の下側)、かつ、幅方向の他側(図5の例では右側)に配置されている。
このため、凝縮部121および過冷却部122のそれぞれにおいて、冷媒は、図5破線矢印に示すように、配置方向の凝縮部121から過冷却部122に向かうとともに幅方向の一側から他側に向かう方向に流れる。本実施形態では、凝縮部121および過冷却部122のそれぞれにおいて、冷媒は、重力方向の上方から下方に向かって、かつ、図5における左方から右方に向かって流れる。
したがって、本実施形態では、熱交換部1を積層方向から見たときに、冷媒通路12を流れる冷媒流れと冷却水通路13を流れる冷却水流れとが、交差している。すなわち、熱交換部1を積層方向から見たときに、凝縮部121を流れる冷媒流れと冷却水通路13を流れる冷却水流れとが交差しているとともに、過冷却部122を流れる冷媒流れと冷却水通路13を流れる冷却水流れとが交差している。
ところで、凝縮部121内には、図6に示すように、凝縮部121内の流路を複数の凝縮側細流路121aに分割して、冷媒と冷却水との熱交換を促進する凝縮側インナーフィン51が設けられている。凝縮側インナーフィン51は、凝縮側細流路121aを分割する壁部51aが冷媒の流通方向(すなわち配置方向)に沿って千鳥状に配置されているオフセットフィンである。
過冷却部122内には、図7に示すように、過冷却部122内の流路を複数の過冷却側細流路122aに分割して、冷媒と冷却水との熱交換を促進する過冷却側インナーフィン52が設けられている。過冷却側インナーフィン52は、過冷却側細流路122aを分割する壁部52aが冷媒の流通方向(すなわち配置方向)に直線的に延びているストレートフィンである。
なお、図3に示すように、冷却水通路13内にも、冷却水側インナーフィン53が設けられている。本実施形態では、冷却水側インナーフィン53としてオフセットフィンが採用されている。
凝縮側インナーフィン51、過冷却側インナーフィン52および冷却水側インナーフィン53は、それぞれ、隣り合う両方の第1板状部材11にろう付けにより接合されている。
図1および図2に戻り、熱交換部1を構成する多数枚の第1板状部材11のうち積層方向の一端側において最も外側に位置する最端板状部材11Aには、第1ジョイント31、第2ジョイント32、第1冷却水パイプ33および第2冷却水パイプ34が取り付けられている。
第1ジョイント31は、冷媒配管を接合するための部材であり、熱交換器の冷媒入口を形成している。第2ジョイント32は、冷媒配管を接合するための部材であり、熱交換器の冷媒出口を形成している。第1冷却水パイプ33は、熱交換器の冷却水入口を形成している。第2冷却水パイプ34は、熱交換器の冷却水出口を形成している。
図4に示すように、本実施形態では、第1ジョイント31は、最端板状部材11Aにおける凝縮用第1タンク空間14と対応する部位に配置されている。第2ジョイント32は、最端板状部材11Aにおける過冷却用第2タンク空間17と対応する部位に配置されている。第1冷却水パイプ33は、最端板状部材11Aにおける冷却水用第1タンク空間18と対応する部位に配置されている。第2冷却水パイプ34は、最端板状部材11Aにおける冷却水用第2タンク空間19と対応する部位に配置されている。
ここで、図1および図2に戻り、熱交換部1を構成する多数枚の第1板状部材11のうち、積層方向の他端側において最も外側に位置する第1板状部材11を、第1天井板11Bという。第1天井板11Bは、他の第1板状部材11と比較して、板厚が厚くなっているとともに、張出部111の積層方向の長さが長くなっている。
第1天井板11Bにおける熱交換部1と反対側の面には、気液分離部2が接続されている。気液分離部2は、複数の第2板状部材21を互いに積層されて接合されることによって一体的に形成されている。第2板状部材21の積層方向は、第1板状部材11の積層方向(板積層方向)と平行になっている。なお、図2中の破線は、気液分離部2に蓄えられている液相冷媒の液面を示している。
第2板状部材21は、第1板状部材11に対して、配置方向の長さおよび幅方向の長さが等しくなっている。第2板状部材21は、第1板状部材11に対して、張出部211の積層方向の長さが長くなっている。
複数の第2板状部材21同士の間には、熱交換部1の凝縮部121から流入した冷媒が流れる複数の気液分離通路22が形成されている。第2板状部材21には図示しない貫通穴が設けられており、これにより隣り合う気液分離通路22同士が互いに連通している。
本実施形態では、気液分離通路22の積層方向の長さは、冷媒通路12の積層方向の長さおよび冷却水通路13の積層方向の長さのいずれよりも長くなっている。また、内部容量や重量の面から、気液分離通路22には、インナーフィンは配置されていない。
ここで、気液分離部2を構成する多数枚の第2板状部材21のうち、積層方向の他端側において最も外側に位置する第2板状部材21を、第2天井板21Bという。第2天井板21Bは、他の第2板状部材21と比較して、板厚が厚くなっている。
第2天井板21Bには、リブ212が設けられている。リブ212は、第2天井板21Bの一部を積層方向の一端側(熱交換部1)に向けて凹ませることにより形成されている。本実施形態の第2天井板21Bには、リブ212を覆うように補強板212Aが接合されている。
このリブ212により、気液分離部2の強度を向上させることができる。なお、気液分離部2の内側に補強板等を追加することで、気液分離部2の強度向上を図ってもよい。また、気液分離部2を構成する多数枚の第2板状部材21の一部を面合わせ等で接合することで、さらに気液分離部2の強度向上を図ってもよい。
図2に示すように、第1天井板11Bにおける凝縮用第2タンク空間15と対応する部位には、第1貫通孔113が設けられている。凝縮用第2タンク空間15は、第1貫通孔113を介して、気液分離通路22と連通している。
すなわち、本実施形態の第1貫通孔113は、凝縮部121にて凝縮された冷媒を外部へ流出させる熱交換部側流出部、および凝縮部121にて凝縮された冷媒を気液分離部2へ流入させる気液分離部側流入部の機能を果たしている。したがって、本実施形態の熱交換器は、第1貫通孔113によって、熱交換部側流出部と気液分離部側流入部が直接接続されていると言える。
第1天井板11Bにおける過冷却用第1タンク空間16と対応する部位には、第2貫通孔114が設けられている。過冷却用第1タンク空間16は、第2貫通孔114を介して、気液分離通路22と連通している。
すなわち、本実施形態の第2貫通孔114は、気液分離部2にて気液分離された液相冷媒を外部へ流出させる気液分離部側流出部、および気液分離部2にて気液分離された液相冷媒を過冷却部122へ流入させる熱交換部側流入部の機能を果たしている。したがって、本実施形態の熱交換器は、第2貫通孔114によって、熱交換部側流入部と気液分離部側流出部が直接接続されていると言える。
以上説明したように、本実施形態では、第1板状部材11同士の間に形成される冷媒通路12に、凝縮部121と過冷却部122とを、配置方向に並んで設けている。これにより、1つの冷媒通路12内に、凝縮部121と過冷却部122の双方を配置することができる。このため、過冷却部122として機能する筐体状熱交換器を新たに追加する必要がないので、体格の小型化を図るとともに、搭載上のデッドスペースを小さくすることが可能となる。
また、本実施形態では、冷媒通路12において、凝縮部121と過冷却部122とを断熱部123により仕切っている。これによれば、凝縮部121を流通する高温冷媒の熱により過冷却部122を流通する低温の液相冷媒が加熱されるという熱害の発生を抑制することができる。
本実施形態では、断熱部123を、冷却水通路13の一部として構成している。冷却水は冷媒に対して熱容量が大きいので、冷却水が流通する断熱部123により、凝縮部121を流通する冷媒と過冷却部122を流通する冷媒との熱干渉をより抑制し、冷媒と冷却水との熱交換を促進することができる。
また、冷却水側インナーフィン53(オフセットフィン)の壁部同士の隙間から、断熱部123の突出部112内部に冷却水が流入するので、突出部112内部に冷却水の流れが生じる。冷却水は冷媒に対して熱容量が大きく、突出部112内部を流通する冷却水は、過冷却部122を流通する冷媒および凝縮部121を流通する冷媒の双方と熱交換される。このため、冷媒間同士の熱干渉を抑制しながら、冷媒と冷却水との熱交換を促進することができる。
本実施形態では、第1板状部材11の一部に曲げ加工を施すことにより形成された突出部112により、断熱部123を構成している。このため熱交換部1の組み付け作業性を悪化させることなく、断熱部123を設定することができる。さらに、断熱部123を設定するための部品点数の増加も防止できる。
また、本実施形態では、冷却水通路13において、冷却水を、図4の矢印に示すように、過冷却部122から凝縮部121に向かうとともに幅方向の一側から他側に向う方向に流している。さらに、凝縮部121および過冷却部122のそれぞれにおいて、冷媒を、図5破線矢印に示すように、凝縮部121から過冷却部122に向かうとともに幅方向の一側から他側に向かう方向に流している。すなわち、本実施形態では、熱交換部1を積層方向から見たときに、冷媒通路12を流れる冷媒流れと冷却水通路13を流れる冷却水流れとを交差させている。これによれば、凝縮部121および過冷却部122のそれぞれにおいて、冷媒と冷却水との熱交換効率を向上させることができる。
ここで、本実施形態における第1板状部材11の冷媒通路12に面する面を図8に示す。図8中、点ハッチングで示す領域には、凝縮側インナーフィン51または過冷却側インナーフィン52が配置されている。
図8に示すように、冷媒通路12において、タンク空間14~19を形成する部位の近傍(図8中の破線で囲まれた領域)は、死水域になっている。死水域とは、物理的にインナーフィン51、52を配置できない領域、または、インナーフィン51、52に冷媒を流入させやすくするための空間である。
本実施形態では、冷却水流れを、過冷却部122から流入させて、凝縮部121に流す構成にしている。このため、冷却水を過冷却部122に流した後、凝縮部121に流す比較構成と比較して、図8の一点鎖線で囲まれた領域にもインナーフィン51、52を配置することができる。したがって、本実施形態では、当該比較構成に対して、冷媒と冷却水との放熱面積を増大させ、熱交換性能を向上させることができるので、熱交換器をより小型化することができる。
また、本実施形態では、過冷却側インナーフィン52として、ストレートフィンを採用している。これによれば、過冷却部122において、冷媒の圧力損失を低減できる。なお、ストレートフィンはオフセットフィンに対して冷媒拡散性に乏しいが、過冷却部122には液相冷媒が流通するため、冷媒を拡散させる必要性は低い。したがって、過冷却側インナーフィン52としてストレートフィンを採用することで、過冷却部122において、より効率的に冷媒の過冷却を行うことができる。
また、本実施形態では、第1天井板11Bに形成した第1貫通孔113および第2貫通孔114により、熱交換部1と気液分離部2とを直接接続している。これによれば、熱交換部1と気液分離部2とを接続するための配管を設ける必要がなくなるので、熱交換器の搭載スペースを低減するとともに、部品点数を削減することができる。
また、本実施形態では熱交換器を、気液分離部2において冷媒流れをUターンさせるように構成している。気液分離部2は冷媒流路の拡大部に相当するので、冷媒流路の曲がり損失を無視することができる。このため、冷媒の曲がり損失等の発生を抑制しつつ、冷媒流れをUターンさせることができる。
また、本実施形態では、気液分離部2内の気液分離空間を多数枚の第2板状部材21により構成している。これにより、気液分離部2内で冷媒液面が分割されるので、冷媒液面の泡立ちを抑制することができる。
また、本実施形態では、凝縮部121に凝縮側インナーフィン51を配置しているので、気液分離部2に冷媒が二相(気相と液相)に分離して流入することを抑制できる。なお、第2板状部材21は気液分離部2内の液相冷媒により冷却されているので、気液分離部2に流入する際に気泡(気相冷媒)がわずかに混入した場合でも、気泡は第2板状部材21と熱交換することで冷却されて凝縮する。
したがって、本実施形態では、気液分離部2の気液分離性を向上させることが可能となる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について図9に基づいて説明する。本第2実施形態は、上記第1実施形態と比較して、断熱部123の構成が異なる。なお、図9は、第1実施形態の図3に対応する図面である。
次に、第2実施形態について図9に基づいて説明する。本第2実施形態は、上記第1実施形態と比較して、断熱部123の構成が異なる。なお、図9は、第1実施形態の図3に対応する図面である。
図9に示すように、本実施形態の断熱部123は、内部に空気が存在する空気層である。より詳細には、冷媒通路12を区画する二枚の第1板状部材11のうち、一方の第1板状部材11aには、第3板状部材41が接合されている。第3板状部材41は、一方の第1板状部材11aの冷媒通路12に面する面に接合されている。
第3板状部材41には、その一部を他方の第1板状部材11bに向けて突出する突出部412が設けられている。突出部412は、他方の第1板状部材11bに接合されている。この突出部412によって、冷媒通路12を凝縮部121と過冷却部122とに仕切ることができる。
以上説明したように、本実施形態では、断熱部123を空気層により構成しているので、冷却水の流れが停止しても、凝縮部121および過冷却部122の間の冷媒同士の熱干渉を低減することができる。また、本実施形態では、第3板状部材41を追加することにより断熱部123を構成している。このため、熱交換部1の組み付け作業性を悪化させることなく、断熱部123を設定することができる。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について図10~図14に基づいて説明する。本第3実施形態は、上記第1実施形態と比較して、熱交換部1および気液分離部2の構成が異なる。なお、図11中の破線は、気液分離部2に蓄えられている液相冷媒の液面を示している。
次に、第3実施形態について図10~図14に基づいて説明する。本第3実施形態は、上記第1実施形態と比較して、熱交換部1および気液分離部2の構成が異なる。なお、図11中の破線は、気液分離部2に蓄えられている液相冷媒の液面を示している。
図10に示すように、本実施形態の過冷却用第1タンク空間16は、複数の冷媒通路12の過冷却部122に対して冷媒の集合を行う。過冷却用第2タンク空間17は、複数の冷媒通路12の過冷却部122に対して冷媒の分配を行う。第2ジョイント32は、過冷却用第1タンク空間16と連通している。
図10および図11に示すように、本実施形態では、第2板状部材21の張出部211は、積層方向の他端側に向かって張り出している(突出している)。すなわち、本実施形態では、第2板状部材21の張出部211の張出方向(突出方向)は、第1板状部材11の張出部111の張出方向(突出方向)とは逆になっている。
気液分離部2を構成する多数枚の第2板状部材21のうち、積層方向の一端側における最も外側に位置する第2板状部材21を、第3天井板21Aという。第3天井板21Aは、他の第2板状部材21と比較して、板厚が厚くなっている。第3天井板21Aにおける気液分離部2と反対側の面には、熱交換部1の第1天井板11Bが接合されている。
図11に示すように、第3天井板21Aにおける、第1天井板11Bの第1貫通孔113と対応する部位には、第3貫通孔213が設けられている。第3貫通孔213の外周縁部は、第1貫通孔113の外周縁部に直接接合されている。凝縮用第2タンク空間15は、第1貫通孔113および第3貫通孔213を介して、気液分離通路22と連通している。
ここで、本実施形態の第1貫通孔113は、凝縮部121にて凝縮された冷媒を外部へ流出させる熱交換部側流出部の機能を果たしている。本実施形態の第3貫通孔213は、凝縮部121にて凝縮された冷媒を気液分離部2へ流入させる気液分離部側流入部の機能を果たしている。また、上述したように、第3貫通孔213の外周縁部は、第1貫通孔113の外周縁部に直接接合されている。したがって、本実施形態の熱交換器は、熱交換部側流出部と気液分離部側流入部が、他の部材を介さずに直接接続されていると言える。
第3天井板21Aにおける、第1天井板11Bの第2貫通孔114と対応する部位には、第4貫通孔214が設けられている。第4貫通孔214の外周縁部は、第2貫通孔114の外周縁部に直接接合されている。過冷却用第2タンク空間17は、第2貫通孔114および第4貫通孔214を介して、気液分離通路22と連通している。
ここで、本実施形態の第4貫通孔214は、気液分離部2にて気液分離された液相冷媒を外部へ流出させる気液分離部側流出部の機能を果たしている。本実施形態の第2貫通孔114は、気液分離部2にて気液分離された液相冷媒を過冷却部122へ流入させる熱交換部側流入部の機能を果たしている。また、上述したように、第4貫通孔214の外周縁部は、第2貫通孔114の外周縁部に直接接合されている。したがって、本実施形態の熱交換器は、熱交換部側流入部と気液分離部側流出部が、他の部材を介さずに直接接続されていると言える。
図12に示すように、第3天井板21Aには、凹部215が設けられている。凹部215は、第3天井板21Aの一部を積層方向の他端側に向かって凹ませることにより、形成されている。第3天井板21Aに凹部215を設けることで、第1天井板11Bと第3天井板21Aとの間、すなわち熱交換部1と気液分離部2との間に、隙間を形成することができる。
図13に示すように、本実施形態では、熱交換部1を構成する多数枚の第1板状部材11は、積層方向の一端側または他端側に向かって突出する略円筒状の突出部115を有している。突出部115は、当該第1板状部材11における四隅と、凝縮用第2タンク空間15、および、過冷却用第1タンク空間16のそれぞれに対応する部位に設けられている。
この突出部115により、凝縮用第1タンク空間14、凝縮用第2タンク空間15、過冷却用第1タンク空間16、過冷却用第2タンク空間17、冷却水用第1タンク空間18および冷却水用第2タンク空間19が、それぞれ形成されている。
換言すると、一方の第1板状部材11aに形成された突出部115と、他方の第1板状部材11bに形成された突出部115とが嵌め合わされ、凝縮用第1タンク空間14、凝縮用第2タンク空間15、過冷却用第1タンク空間16、過冷却用第2タンク空間17、冷却水用第1タンク空間18および冷却水用第2タンク空間19が、それぞれ形成されている。
熱交換部1を構成する多数枚の第1板状部材11のうち、積層方向の中央部と積層方向の一端側における最も外側の第1板状部材11との間(当該中央部よりも気液分離部2から遠い領域)に位置する1つの第1板状部材11は、凝縮用第1タンク空間14を構成する突出部115を閉塞する閉塞部116を有している。これにより、凝縮用第1タンク空間14は積層方向に2つの空間に仕切られている。
また、熱交換部1を構成する多数枚の第1板状部材11のうち、積層方向の中央部と積層方向の他端側における最も外側の第1板状部材11との間(当該中央部よりも気液分離部2に近い領域)に位置する1つの第1板状部材11は、凝縮用第2タンク空間15を構成する突出部115を閉塞する閉塞部116を有している。これにより、凝縮用第2タンク空間15は積層方向に2つの空間に仕切られている。
なお、閉塞部116は、突出部115、すなわち第1板状部材11と一体に形成されている。
したがって、図10および図14の破線矢印に示すように、第1ジョイント31から流入した冷媒は、積層方向の一端側の凝縮部121Aを、凝縮用第1タンク空間14から凝縮用第2タンク空間15へ向かって流れて、凝縮用第2タンク空間15に流入する。凝縮用第2タンク空間15に流入した冷媒は、積層方向の中央部に位置する凝縮部121Bを、凝縮用第2タンク空間15から凝縮用第1タンク空間14へ向かって流れて、凝縮用第1タンク空間14に流入する。凝縮用第1タンク空間14に流入した冷媒は、積層方向の他端側の凝縮部121Cを、凝縮用第1タンク空間14から凝縮用第2タンク空間15へ向かって流れて、第1貫通孔113および第3貫通孔213から気液分離部2へ流入する。すなわち、熱交換部1は、凝縮部121において冷媒の流れが2回Uターンするように構成されている。
気液分離部2へ流入した冷媒は気液分離され、液相冷媒が、第4貫通孔214および第2貫通孔114を介して、過冷却用第2タンク空間17に流入する。過冷却用第2タンク空間17に流入した液相冷媒は、過冷却部122を、過冷却用第2タンク空間17から過冷却用第1タンク空間16へ向かって流れて、第2ジョイント32から外部へ流出する。
以上説明したように、本実施形態では、凝縮部121を、冷媒の流れが2回Uターンするように構成している。これにより、凝縮部121を流通する冷媒の流速が速くなるので、凝縮部121における熱交換効率を向上させることができる。
また、凝縮部121を、冷媒の流れが2回Uターンするように構成することで、圧縮機の吐出側から流入した高温の冷媒が、凝縮部121における気液分離部2と隣接する部位に直接流入することがなくなる。これにより、凝縮部121における気液分離部2と隣接する部位には、2回Uターンした後の低温になった冷媒が流通するので、高温冷媒の有する熱により気液分離部2内の液相冷媒が加熱されることを抑制できる。
また、本実施形態では、第3天井板21Aに凹部215を設けて、熱交換部1と気液分離部2との間に隙間を形成している。これにより、高温冷媒の有する熱により気液分離部2内の液相冷媒が加熱されることをより確実に抑制できる。
また、本実施形態では、図10および図14に示すように、過冷却用第2タンク空間17を重力方向の最下部に配置している。これによれば、比重の重い液相冷媒を気液分離部2からより確実に流入させることができる。
(第4実施形態)
次に、第4実施形態について図15および図16に基づいて説明する。本第4実施形態は、上記第1実施形態と比較して、気液分離部2の構成が異なる。なお、図16中の破線は、気液分離部2に蓄えられている液相冷媒の液面を示している。
次に、第4実施形態について図15および図16に基づいて説明する。本第4実施形態は、上記第1実施形態と比較して、気液分離部2の構成が異なる。なお、図16中の破線は、気液分離部2に蓄えられている液相冷媒の液面を示している。
図15および図16に示すように、本実施形態の気液分離部2は、周知の円筒状モジュレータにより構成されている。具体的には、気液分離部2は、本体部200、キャップ201、フィルタ202、乾燥剤203等を備えている。
本体部200は、円筒状に形成されているとともに、内部に流入した冷媒の気液を分離するとともに冷凍サイクル内の余剰冷媒を蓄える。具体的には、本体部200は、長手方向の一端側が開口した有底円筒状のタンクから形成されている。本体部200は、重力方向の下方に向けて開口するようにして、熱交換部1に接合されている。
キャップ201は、本体部200の開口部を閉塞する略円柱状の蓋部材である。キャップ201は、本体部200に対して着脱可能になっている。また、キャップ201は、冷媒とともに冷凍サイクル内を流通する圧縮機潤滑オイルおよび冷媒に対する耐劣化性、および耐熱性に優れた樹脂、例えばナイロン、ポリエステル等から構成されている。
図16に示すように、フィルタ202は、全体に細かな網目が形成され、ここを通過する冷媒中の塵等の異物を捕捉する部材であり、上記キャップ201と同様の樹脂材から形成されている。
乾燥剤203は、袋体の内部に吸水用の粒状ゼオライトが収納されたものであり、冷媒中の水分を吸収する。これにより、冷媒中の水分により冷凍サイクルを構成する各機能部品が腐食したり、膨張弁の細孔で凍結して冷媒流れが滞ったりするのを防止する。乾燥剤203は、本体部200におけるフィルタ202よりも上側の空間内に収容されている。
第1天井板11Bにおける凝縮用第2タンク空間15と対応する部位には、気液分離部2(積層方向の他端側)に向かって突出する略円筒状の第1突出部117が設けられている。気液分離部2の本体部200における第1突出部117と対向する部位には、第1貫通孔217が形成されている。
第1貫通孔217は、第1突出部117と対応する形状に形成されている。第1貫通孔217の内部には、第1突出部117が挿入されている。第1貫通孔217の内周面には、第1突出部117の外周面が直接接合されている。これにより、凝縮用第2タンク空間15は、第1突出部117および第1貫通孔217を介して、気液分離部2の本体部200の内部空間と連通している。
ここで、本実施形態の第1突出部117は、凝縮部121にて凝縮された冷媒を外部へ流出させる熱交換部側流出部の機能を果たしている。本実施形態の第1貫通孔217は、凝縮部121にて凝縮された冷媒を気液分離部2へ流入させる気液分離部側流入部の機能を果たしている。また、上述したように、第1貫通孔217の内周面には、第1突出部117の外周面が直接接合されている。したがって、本実施形態の熱交換器は、熱交換部側流出部と気液分離部側流入部が、他の部材を介さずに直接接続されていると言える。
また、第1天井板11Bにおける過冷却用第1タンク空間16と対応する部位には、気液分離部2(積層方向の他端側)に向かって突出する略円筒状の第2突出部118が設けられている。気液分離部2の本体部200における第2突出部118と対向する部位には、第2貫通孔218が形成されている。
第2貫通孔218は、第2突出部118と対応する形状に形成されている。第2貫通孔218の内部には、第2突出部118が挿入されている。第2貫通孔218の内周面には、第2突出部118の外周面が直接接合されている。これにより、過冷却用第1タンク空間16は、第2突出部118および第2貫通孔218を介して、気液分離部2の本体部200の内部空間と連通している。
ここで、本実施形態の第2貫通孔218は、気液分離部2にて気液分離された液相冷媒を外部へ流出させる気液分離部側流出部の機能を果たしている。本実施形態の第2突出部118は、気液分離部2にて気液分離された液相冷媒を過冷却部122へ流入させる熱交換部側流入部の機能を果たしている。また、上述したように、第2貫通孔218の内周面には、第2突出部118の外周面が直接接合されている。したがって、本実施形態の熱交換器は、熱交換部側流入部と気液分離部側流出部が、他の部材を介さずに直接接続されていると言える。
本実施形態では、第1突出部117および第2突出部118は、第1天井板11Bと一体に形成されている。具体的には、第1突出部117および第2突出部118は、第1天井板11Bにバーリング加工を施すことにより形成されている。
本実施形態では、第1実施形態と同様に、第1板状部材11同士の間に形成される冷媒通路12に、凝縮部121と過冷却部122とを、配置方向に並んで設けている。このため、気液分離部2と熱交換部1とを接続するための冷媒配管を設けることなく、気液分離部2として既存のモジュレータ(量産品)を採用することができる。
(第5実施形態)
次に、第5実施形態について図17~図21に基づいて説明する。本第5実施形態は、上記第1実施形態と比較して、熱交換部1と気液分離部2とを接合する部位の構成が異なる。
次に、第5実施形態について図17~図21に基づいて説明する。本第5実施形態は、上記第1実施形態と比較して、熱交換部1と気液分離部2とを接合する部位の構成が異なる。
図17に示すように、本実施形態では、凝縮部121と過冷却部122との配置方向は、水平方向に一致している。また、本実施形態では、幅方向は、重力方向に一致している。
図18および図19に示すように、気液分離部2を構成する多数枚の第2板状部材21のうち、熱交換部1の最も近くに位置する第3天井板21Aは、他の第2板状部材21と比較して、板厚が厚くなっている。
熱交換部1の第1天井板11Bと気液分離部2の第3天井板21Aとの間には、板状の結合部材25が配置されている。結合部材25は、第3天井板21Aにろう付けにより接合されている。
結合部材25には、その一部を第1天井板11Bに向けて突出する突出部251(第1突出部)が複数個設けられている。突出部251は、第1天井板11Bにろう付けにより接合されている。結合部材25に複数個の突出部251を設けることで、第1天井板11Bと第3天井板21Aとの間、すなわち熱交換部1と気液分離部2との間に、隙間を形成することができる。この隙間は、内部に空気が存在する空気層であり、熱交換部1と気液分離部2との間において断熱部の役割を果たす。
複数個の突出部251のうち1つの突出部251は、第1貫通孔113に対応する部位に配置されている。図20に示すように、第1貫通孔113に対応する突出部251には、第1貫通孔113と連通する第1連通孔252が形成されている。凝縮用第2タンク空間15は、第1貫通孔113および第1連通孔252を介して、気液分離通路22と連通している。
突出部251は、凝縮用第2タンク空間15と気液分離通路22との間の冷媒流路と、熱交換部1と気液分離部2との間の断熱空気層とを仕切る隔壁の役割を果たしている。
複数個の突出部251のうち他の1つの突出部251は、第2貫通孔114に対応する部位に配置されている。第2貫通孔114に対応する突出部251は、図20に示す第1貫通孔113に対応する突出部251と同様の構造を有している。そこで、図20の括弧内に、第2貫通孔114の近傍の構造に対応する符号を付し、第2貫通孔114の近傍の構造の図示を省略する。
図20の括弧内の符号に示すように、第1貫通孔113に対応する突出部251には、第2貫通孔114と連通する第2連通孔253が形成されている。過冷却用第1タンク空間16は、第2貫通孔114および第2連通孔253を介して、気液分離通路22と連通している。
突出部251は、過冷却用第1タンク空間16と気液分離通路22との間の冷媒流路と、熱交換部1と気液分離部2との間の断熱空気層とを仕切る隔壁の役割を果たしている。
気液分離部2を構成する多数枚の第2板状部材21のうち、積層方向の他端側において最も外側に位置する第2天井板21B、および積層方向の他端側における最も外側から2枚目の第4天井板21Cは、他の第2板状部材21と比較して、板厚が厚くなっている。これにより、気液分離部2が補強されている。
第2天井板21Bおよび第4天井板21Cのうち積層方向の一端側の面には、インナーフィン26がろう付けにより接合されている。インナーフィン26は、気液分離部2を補強する補強部材である。
気液分離部2を構成する多数枚の第2板状部材21のうち、第2天井板21Bおよび第4天井板21C以外の第2板状部材21同士の間には、カラー27が配置されている。カラー27は、気液分離部2を補強する補強部材である。カラー27は、互いに隣り合う第2板状部材21の両方にろう付けにより接合されている。
カラー27は、円筒状の部位を有しており、第2板状部材21に設けられた貫通孔219の周縁に配置されている。貫通孔219は、隣り合う気液分離通路22同士を互いに連通させる連通孔である。カラー27の円筒状の部位には、少なくとも1つの切り欠きが設けられている。これにより、カラー27は、隣り合う気液分離通路22同士の連通を妨げない。
本実施形態では、熱交換部1と気液分離部2との間に介在する板状の結合部材25を備えている。結合部材25は、熱交換部1と気液分離部2とを結合しているとともに、熱交換部1と気液分離部2との間に、空気が存在する隙間を形成している。これにより、熱交換部1と気液分離部2との間の断熱性を高めることができる。
本実施形態では、結合部材25は、熱交換部1および気液分離部2のうち一方から他方へ向けて突出して隙間を形成する突出部251を有している。これにより、簡素な構成によって、熱交換部1と気液分離部2との間に隙間を形成できる。
本実施形態では、突出部251には、冷媒通路12と気液分離部2の内部空間とを連通する連通孔252、253が形成されている。これにより、簡素な構成によって、熱交換部1と気液分離部2との間に隙間を形成し、且つ冷媒通路12と気液分離部2の内部空間とを連通できる。
(他の実施形態)
本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、例えば以下のように種々変形可能である。
本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、例えば以下のように種々変形可能である。
(1)上記実施形態では、冷却水側インナーフィン53として、オフセットフィンを採用した例について説明したが、これに限らず、ストレートフィンを採用してもよい。
(2)上記実施形態では、過冷却側インナーフィン52として、ストレートフィンを採用した例について説明したが、過冷却側インナーフィン52はこれに限定されない。例えば、過冷却側インナーフィン52として、過冷却側細流路122aを分割する壁部52aが冷媒の流通方向に沿って千鳥状に配置されているオフセットフィンを採用してもよい。これによれば、凝縮側インナーフィン51との共用化、および、インナーフィンの冷媒拡散性による死水領域の低減を図ることができる。
(3)上記実施形態では、熱交換器を、配置方向が重力方向と一致するように配置した例について説明したが、熱交換器の配置はこれに限定されない。
例えば、図22に示すように、過冷却用第2タンク空間17を重力方向の最下部に配置して、気液分離部2から液相冷媒をより確実に流入させるようにすれば、配置方向および積層方向が水平方向と一致するように熱交換器を配置してもよい。なお、図22中、実線矢印が冷却水流れを示しており、破線矢印が冷媒流れを示している。
(4)上記実施形態のように、気液分離部2と熱交換部1を一体化した熱交換器において、気液分離部2の内部に乾燥剤を設けてもよい。例えば、気液分離部2の外側(積層方向の他端側、例えば第2天井板21B)に、乾燥材挿入用穴を設定し、乾燥材挿入後にプラグ等により蓋を施すことで、気液分離部2内部に乾燥剤を設けてもよい。
(5)上記第6実施形態では、結合部材25に突出部251を設けることで、熱交換部1と気液分離部2との間に隙間を形成しているが、結合部材25に切り欠きや孔を設けることで、熱交換部1と気液分離部2との間に隙間を形成してもよい。
(6)上記実施形態では、冷媒通路12において、凝縮部121と過冷却部122との間には、凝縮部121と過冷却部122とを断熱する断熱部123が配されている。
冷却水通路13をなす2枚の第1板状部材11のうち少なくとも一方の第1板状部材11には、一方の第1板状部材11と対向する他方の第1板状部材11に向けて突出する突出部が形成されており、突出部によって凝縮部121と過冷却部122とは離間し、断熱されている。
突出部は、第1板状部材11のうち冷却水通路13に面する面が冷媒通路12に向けて凹んだ形状を有しており、この凹んだ部分が冷却水通路13と連通していればよい。
(7)上記各実施形態に開示された特徴は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。
Claims (14)
- 冷凍サイクルの冷媒と熱媒体とを熱交換させる熱交換部(1)と、
内部に流入した前記冷媒の気液を分離するとともに前記冷凍サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離部(2)とを備え、
前記熱交換部(1)は、複数の第1板状部材(11)が互いに積層されて接合されることによって形成されており、
前記複数の第1板状部材(11)同士の間には、前記冷媒が流れる複数の冷媒通路(12)、および前記熱媒体が流れる複数の熱媒体通路(13)が形成されており、
前記複数の冷媒通路(12)および前記複数の熱媒体通路(13)は、前記複数の第1板状部材(11)の積層方向に並んで配置されており、
前記冷媒通路(12)には、気相冷媒と前記熱媒体とを熱交換させて前記気相冷媒を凝縮させる凝縮部(121)と、前記気液分離部(2)によって気液分離された液相冷媒と前記熱媒体とを熱交換させて前記液相冷媒を過冷却する過冷却部(122)とが、前記積層方向に直交する方向に並んで設けられており、
前記冷媒通路(12)において、前記凝縮部(121)と前記過冷却部(122)とが断熱部(123)により仕切られている積層型熱交換器。 - 前記断熱部(123)は、前記熱媒体通路(13)の一部を構成しており、
前記断熱部(123)の内部には、前記熱媒体が流通している請求項1に記載の積層型熱交換器。 - 前記断熱部(123)は、空気層である請求項1に記載の積層型熱交換器。
- 前記熱交換部(1)は、
前記凝縮部(121)にて凝縮された前記冷媒を外部へ流出させる熱交換部側流出部(113、117)と、
前記気液分離部(2)にて気液分離された前記液相冷媒を前記過冷却部(122)へ流入させる熱交換部側流入部(114、118)と、を有しており、
前記気液分離部(2)は、
前記凝縮部(121)にて凝縮された前記冷媒を前記気液分離部(2)へ流入させる気液分離部側流入部(113、213、217)と、
前記気液分離部(2)にて気液分離された前記液相冷媒を外部へ流出させる気液分離部側流出部(114、214、218)と、を有しており、
前記熱交換部側流出部(113、117)と前記気液分離部側流入部(113、213、217)とが直接接続されており、
前記熱交換部側流入部(114、118)と前記気液分離部側流出部(114、214、218)とが直接接続されている請求項1ないし3のいずれか1つに記載の積層型熱交換器。 - 前記気液分離部(2)は、複数の第2板状部材(21)が互いに積層されて接合されることによって形成されており、
前記複数の第2板状部材(21)同士の間には、前記冷媒が流れる複数の気液分離通路(22)が形成されており、
隣り合う前記気液分離通路(22)同士は、互いに連通している請求項1ないし4のいずれか1つに記載の積層型熱交換器。 - 前記気液分離部(2)は、内部に流入した前記冷媒の気液を分離するとともに前記冷凍サイクル内の余剰冷媒を蓄える筒状の本体部(200)を有している請求項1ないし4のいずれか1つに記載の積層型熱交換器。
- 前記冷媒通路(12)において、前記凝縮部(121)と前記過冷却部(122)とが並ぶ配置方向および前記積層方向の双方に直交する方向を幅方向としたとき、
前記熱媒体通路(13)は、前記熱媒体が、前記配置方向において前記過冷却部(122)から前記凝縮部(121)に向かうとともに、前記幅方向の一側から他側に向かって流れるように構成されており、
前記凝縮部(121)および前記過冷却部(122)は、それぞれ、前記冷媒が、前記配置方向において前記凝縮部(121)から前記過冷却部(122)に向かうとともに、前記幅方向の前記一側から前記他側に向かって流れるように構成されている請求項1ないし6のいずれか1つに記載の積層型熱交換器。 - 前記過冷却部(122)内には、前記過冷却部(122)内の流路を複数の過冷却側細流路(122a)に分割して、前記冷媒と前記熱媒体との熱交換を促進する過冷却側インナーフィン(52)が設けられており、
前記過冷却側インナーフィン(52)は、前記過冷却側細流路(122a)を分割する壁部(52a)が前記冷媒の流通方向に直線的に延びているストレートフィンである請求項1ないし7のいずれか1つに記載の積層型熱交換器。 - 前記熱交換部(1)と前記気液分離部(2)との間に介在する板状の結合部材(25)をさらに備え、
前記結合部材(25)は、前記熱交換部(1)と前記気液分離部(2)とを結合しているとともに、前記熱交換部(1)と前記気液分離部(2)との間に、空気が存在する隙間を形成している請求項1ないし8のいずれか1つに記載の積層型熱交換器。 - 前記結合部材(25)は、前記熱交換部(1)および前記気液分離部(2)のうち一方から他方へ突出して前記隙間を形成する第1突出部(251)を有している請求項9に記載の積層型熱交換器。
- 前記第1突出部(251)には、前記冷媒通路(12)と前記気液分離部(2)の内部空間とを連通する連通孔(252、253)が形成されている請求項10に記載の積層型熱交換器。
- 冷凍サイクルの冷媒と熱媒体とを熱交換させる熱交換部(1)と、
内部に流入した前記冷媒の気液を分離するとともに前記冷凍サイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離部(2)とを備え、
前記熱交換部(1)は、
積層された複数の第1板状部材(11)を有しており、
複数の第1板状部材(11)が互いに積層されて接合されることによって形成されており、
前記第1板状部材(11)同士の間には、前記冷媒が流れる冷媒通路(12)または前記熱媒体が流れる複数の熱媒体通路(13)が形成されており、
前記第1板状部材(11)同士の間には、前記冷媒が流れる複数の冷媒通路(12)、および前記熱媒体が流れる複数の熱媒体通路(13)が形成されており、
前記複数の冷媒通路(12)および前記複数の熱媒体通路(13)は、前記複数の第1板状部材(11)の積層方向において交互に配置されており、
前記冷媒通路(12)には、気相冷媒と前記熱媒体とを熱交換させて前記気相冷媒を凝縮させる凝縮部(121)と、前記気液分離部(2)によって気液分離された液相冷媒と前記熱媒体とを熱交換させて前記液相冷媒を過冷却する過冷却部(122)とが、前記積層方向に直交する方向に並んで設けられており、
前記冷媒通路(12)において、前記凝縮部(121)と前記過冷却部(122)との間には、前記凝縮部(121)と前記過冷却部(122)とを断熱する断熱部(123)が配されている積層型熱交換器。 - 前記熱媒体通路(13)をなす2枚の前記第1板状部材(11)のうち少なくとも一方の前記第1板状部材(11)には、前記一方の第1板状部材(11)と対向する他方の第1板状部材(11)に向けて突出する第2突出部(112)が形成されており、
前記第2突出部(112)によって前記凝縮部(121)と前記過冷却部(122)とは離間し、断熱されている請求項1または12に記載の積層型熱交換器。 - 前記第2突出部(112)は、前記第1板状部材(11)が前記熱媒体通路(13)から前記冷媒通路(12)に向けて凹んだ形状を有しており、
前記第2突出部(112)の凹部分は前記熱媒体通路(13)と連通している請求項13に記載の積層型熱交換器。
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Cited By (2)
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JP2019039663A (ja) * | 2017-08-28 | 2019-03-14 | ハンオン システムズ | 凝縮器 |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10132476A (ja) * | 1996-10-28 | 1998-05-22 | Daikin Ind Ltd | プレート式熱交換器 |
JP2002022374A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-01-23 | Hitachi Ltd | プレート式熱交換器および冷凍空調装置 |
JP2004197984A (ja) * | 2002-12-17 | 2004-07-15 | Toyo Radiator Co Ltd | 一体型多板式熱交換器 |
-
2015
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10132476A (ja) * | 1996-10-28 | 1998-05-22 | Daikin Ind Ltd | プレート式熱交換器 |
JP2002022374A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-01-23 | Hitachi Ltd | プレート式熱交換器および冷凍空調装置 |
JP2004197984A (ja) * | 2002-12-17 | 2004-07-15 | Toyo Radiator Co Ltd | 一体型多板式熱交換器 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019039663A (ja) * | 2017-08-28 | 2019-03-14 | ハンオン システムズ | 凝縮器 |
CN114945781A (zh) * | 2020-01-30 | 2022-08-26 | 舒瑞普国际股份公司 | 制冷系统和方法 |
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