JP2007017061A - 炭酸ガスエアコン用ガスクーラ - Google Patents

Abstract

【課題】 ２列に配置した熱交換用コア全体の空気流れ方向の厚さを減らすことができる炭酸ガスエアコン用ガスクーラを提供する。
【解決手段】 フィンおよび扁平チューブ２ａ、２ｂが交互に積層され、２列に配置されたコアと、扁平チューブ２ａ、２ｂの積層方向に延び、コアの端部側にそれぞれ接続される入口ヘッダタンクおよび出口ヘッダタンクと、扁平チューブ２ａ、２ｂの積層方向に延び、コアのターン側に接続されるターン側ヘッダタンクとを備え、冷却空気の下流側に位置する第２の扁平チューブ２ａと、冷却空気の上流側に位置する第２の扁平チューブ２ｂとをオフセット状態で配置した。これによって、扁平チューブ２ａ，２ｂとヘッダタンクとの干渉を回避でき、扁平チューブ２ａ、２ｂ間の間隔Ｇを１ｍｍ前後に設定しても接合部１５にて一対の流通部１１，１２を分離できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、２列に配置した熱交換用コアを有する炭酸ガスエアコン用ガスクーラに関する。

この種の従来技術に関連するものとして、例えば特許文献１に記載されているマルチフロー型熱交換器が挙げられる。これは図２２および図２３に示すように、フィン１および冷媒通路を形成する扁平チューブ２が交互に積層され、２列に配置されたコア３ａ，３ｂと、チューブ２の積層方向に延び、コア３ａ，３ｂの端部側にそれぞれ接続される入口ヘッダタンク４および出口ヘッダタンク５と、チューブ２の積層方向に延び、コア３ａ，３ｂのターン側に接続されるターン側ヘッダタンク６とを備えている。入口ヘッダタンク４および出口ヘッダタンク５にはそれぞれ冷媒入口配管７、冷媒出口配管８が接続されている。
特開２００４−２２５９６１号公報（段落番号００１５〜００１７、図１および図２）

しかしながら、前述した特許文献１に記載されているものでは、冷却空気の下流側に位置するコア３ａの扁平チューブ２と出口ヘッダタンク５との干渉を避けるため、コア３ａ、３ｂ間にかなりの隙間を設ける必要であるので、コア３ａ、３ｂ全体の空気流れ方向の厚さ寸法が大きくなるという問題がある。

本発明は、上記のような従来技術を考慮してなされたもので、その目的は、２列に配置した熱交換用コア全体の空気流れ方向の厚さを減らすことのできる炭酸ガスエアコン用ガスクーラを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、フィンおよび冷媒通路を形成する扁平チューブが交互に積層され、２列に配置されたコアと、前記扁平チューブの積層方向に延び、前記コアの端部側にそれぞれ接続される入口ヘッダタンクおよび出口ヘッダタンクと、前記扁平チューブの積層方向に延び、前記コアのターン側に接続されるターン側ヘッダタンクとを有する炭酸ガスエアコン用ガスクーラであって、前記扁平チューブを、冷却空気の下流側に位置する第１の扁平チューブと、冷却空気の上流側に位置する第２の扁平チューブとし、これらの第１の扁平チューブおよび第２の扁平チューブをオフセット配置した構成にしてある。

このように構成した本発明では、冷却空気の下流側、上流側にそれぞれに位置する第１の扁平チューブおよび第２の扁平チューブをオフセット状態で配置したので、これらの扁平チューブとヘッダタンクとの干渉や扁平チューブ同士の干渉を避けることができる。これにより、これらの扁平チューブ間の間隔を少なくすることができるので、２列に配置した熱交換用コアの空気流れ方向の厚さ寸法を減らすことができる。また、冷却空気の通風方向に対して第１の扁平チューブおよび第２の扁平チューブがオフセットしているので、これらの扁平チューブ外面と空気の熱伝達率を向上できる。

本発明によれば、２列に配置した熱交換用コア全体の空気流れ方向の厚さを減らすことができ、したがって、炭酸ガスエアコン用ガスクーラの薄型化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る炭酸ガスエアコン用ガスクーラの詳細を図面に基づいて説明する。

〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態に係る炭酸ガスエアコン用ガスクーラを図１〜図６に示す。なお、図１〜図６において前述した図２２および図２３に示す従来技術と同等のものには同一符号を付してある。

本実施の形態の炭酸ガスエアコン用ガスクーラ１０では、前述した図２２および図２３に示す従来技術と比べて、図３に示すように冷却空気の下流側に位置する第１の扁平チューブ２ａと冷却空気の上流側に位置する第２の扁平チューブ２ｂとを上下方向にオフセット状態で配置したことと、図２に示すようにコア３ａ，３ｂの端部側にそれぞれ接続される入口ヘッダタンク４および出口ヘッダタンク５とを一体に形成したこととが異なっており、その他の構成は基本的に同様である。

入口ヘッダタンク４および出口ヘッダタンク５は、内部に冷媒が流通する一対の流通部１１，１２が形成されるタンク部１３と、扁平チューブ２ａ、２ｂの両端部が挿入されるプレート部１４とから構成されており、これらのタンク部１３およびプレート部１４は接合部１５のロウ付け等により互いに接合されている。

図６に示すように第１の扁平チューブ２ａ上にはフィン１ａが接合され、第２の扁平チューブ２ｂ上にはフィン１ｂが接合されている。

この第１の実施の形態にあっては、高温炭酸ガスが冷媒入口配管７より入口ヘッダタンク４の流通部１１内に流入すると、第１の扁平チューブ２ａ（往路）を通り図１の右方向へ流動してターン側ヘッダタンク６に流入し、連通路１６を介して第２の扁平チューブ２ｂ（復路）に流入した後、第２の扁平チューブ２ｂ内を図１の左方向へ流動し、出口ヘッダタンク５の流通部１２を経て冷媒出口配管８より流出する。このとき、図５に示すように冷却空気がコア３ｂ、３ａ内を通過するので、高温炭酸ガスが第２の扁平チューブ２ｂおよび第１の扁平チューブ２ａを通過中に冷却される。

このように構成した第１の実施の形態では、冷却空気の下流側、上流側にそれぞれに位置する第１の扁平チューブ２ａおよび第２の扁平チューブ２ｂをオフセット状態で配置したので、これらの扁平チューブ２ａ，２ｂとヘッダタンク４，５との干渉や扁平チューブ２ａ，２ｂ同士の干渉を避けることができ、扁平チューブ２ａ、２ｂ間の間隔Ｇを１ｍｍ前後に設定しても接合部１５にて一対の流通部１１，１２を分離できるため、２列に配置した熱交換用コア２ａ，２ｂ全体の空気流れ方向の厚さ寸法Ｄを減らすことができる。

また、この第１の実施の形態では、冷却空気の通風方向に対して第１の扁平チューブ２ａおよび第２の扁平チューブ２ｂがオフセットしているので、これらの扁平チューブ２ａ、２ｂ外面と空気の熱伝達率が向上し、冷却性能を改善することができる。

〔第２の実施の形態〕
また、本発明の第２の実施の形態に係る炭酸ガスエアコン用ガスクーラを図7および図8に示す。なお、図7および図８において前述した図１〜図６、図２２および図２３に示すものと同等のものには同一符号を付してある。

図7および図８に示すように本実施の形態の炭酸ガスエアコン用ガスクーラ１７では、前述した図１〜図６に示す第1の実施の形態と比べて、タンク部１３とプレート部１４との接合部１５に切欠き孔１８を設けたことが異なっており、その他の構成は基本的に同様である。

このように構成した第２の実施の形態にあっても、図１〜図６に示す第1の実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、この第２の実施の形態では、切欠き孔１８により接合部１５の面積が減少するので、高温炭酸ガスが流れる入口ヘッダタンク４の流通部１１から低温炭酸ガスが流れる出口ヘッダタンク５の流通部１２へ接合部１５を介して熱伝導が行なわれる際に、接合部１５内で熱が伝わりにくくなり、炭酸ガスの冷却性能をより改善できる。

〔第３の実施の形態〕
また、本発明の第３の実施の形態に係る炭酸ガスエアコン用ガスクーラを図９〜図１４に示す。なお、図９〜図１４において前述した図１〜図８、図２２および図２３に示すものと同等のものには同一符号を付してある。

図９〜図１４に示すように本実施の形態の炭酸ガスエアコン用ガスクーラ２０では、前述した図１〜図６に示す第1の実施の形態と比べて、冷却空気の上流側に位置する第２の扁平チューブ２ｂの両端部（ヘッダタンク５，６に接続するチューブ両端部）をヘッダタンク５，６の軸方向にチューブピッチの二分の一ピッチ曲げることにより、それぞれ折曲部２１を形成したことが異なっており、その他の構成は基本的に同様である。

図１２に示すように第１の扁平チューブ２ａおよび第２の扁平チューブ２ｂの中間部が並んでいるが、図１３に示すように第１の扁平チューブ２ａの端部に対して第２の扁平チューブ２ｂの端部がオフセット状態で配置されている。また、図１４に示すように第１の扁平チューブ２ａおよび第２の扁平チューブ２ｂの中間部には幅広のフィン１ｃが接合されている。第１の扁平チューブ２ａの端部上にはフィン１ａが接合され、第２の扁平チューブ２ｂの端部上にはフィン１ｂが接合されている。

この第３の実施の形態にあっては、第１の扁平チューブ２ａの端部に対して第２の扁平チューブ２ｂの端部がオフセット状態で配置されているので、前述した図１〜図６に示す第1の実施の形態と同様の効果が得られる。

なお、上記第３の実施の形態にあっても、上記第２の実施の形態と同様に、タンク部１３とプレート部１４との接合部１５に切欠き孔を形成すれば、この接合部１５を介して入口ヘッダタンク４の流通部１１から出口ヘッダタンク５の流通部１２へ熱が伝わりにくくなるので、炭酸ガスの冷却性能をより改善できる。

また、上記第３の実施の形態にあっては、冷却空気の上流側に位置する第２の扁平チューブ２ｂの両端部を曲げる場合を例示したが、第２の扁平チューブ２ｂの代わりに、第１の扁平チューブ２ａの両端部を曲げる場合も同様である。

〔第４の実施の形態〕
また、本発明の第４の実施の形態に係る炭酸ガスエアコン用ガスクーラを図１５〜図１９に示す。なお、図１５〜図１９において前述した図１〜図１４、図２２および図２３に示すものと同等のものには同一符号を付してある。

図１５〜図１９に示すように本実施の形態の炭酸ガスエアコン用ガスクーラ２２では、前述した図１〜図６に示す第１の実施の形態と比べて、第１の扁平チューブ２ａの両端部（ヘッダタンク４，６に接続するチューブ両端部）、および第２の扁平チューブ２ｂの両端部（ヘッダタンク５，６に接続するチューブ両端部）を２ピッチ毎に、ヘッダタンク５，６の軸方向にチューブピッチの二分の一ピッチ曲げてそれぞれ隣接する扁平チューブ２ａ，２ｂの端部に寄せることにより、折曲部２３，２４を形成して第１の扁平チューブ２ａおよび第２の扁平チューブ２ｂの端部をオフセット配置したことが異なっており、その他の構成は基本的に同様である。

図１８に示すように第１の扁平チューブ２ａおよび第２の扁平チューブ２ｂの中間部が並んでいるが、図１７に示すように第１の扁平チューブ２ａの端部および第２の扁平チューブ２ｂの端部がオフセット状態で配置されている。また、図１９に示すように第１の扁平チューブ２ａおよび第２の扁平チューブ２ｂには幅広のフィン１ｃが接合されている。

この第４の実施の形態にあっては、第１の扁平チューブ２ａの端部および第２の扁平チューブ２ｂの端部がオフセット状態で配置されているので、前述した図１〜図６に示す第1の実施の形態と同様の効果が得られる。また、タンク部１３とプレート部１４との接合部１５の最短熱伝導距離２５を長くすることができ、入口ヘッダタンク４の流通部１１と出口ヘッダタンク５の流通部１２との熱伝導を抑制できるため、冷却性能を改善できる。

〔第５の実施の形態〕
また、本発明の第５の実施の形態に係る炭酸ガスエアコン用ガスクーラを図２０および図２１に示す。なお、図２０および図２１において前述した図１〜図１９、図２２および図２３に示すものと同等のものには同一符号を付してある。

図２０および図２１に示すように本実施の形態の炭酸ガスエアコン用ガスクーラ２６では、前述した図１５〜図１９に示す第４の実施の形態と比べて、タンク部１３とプレート部１４との接合部１５に切欠き孔１８およびスリット２７を設けたことが異なっており、その他の構成は基本的に同様である。

切欠き孔１８はそれぞれ隣り合う第１の扁平チューブ２ａ間、および第２の扁平チューブ２ｂ間に介設されており、スリット２７は隣り合う第１の扁平チューブ２ａおよび第２の扁平チューブ２ｂ間に介設されている。

このように構成した第５の実施の形態にあっても、前述した図１５〜図１９に示す第４の実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、この第５の実施の形態では、切欠き孔１８およびスリット２７により接合部１５の面積が減少するので、この接合部１５を介して入口ヘッダタンク４の流通部１１から出口ヘッダタンク５の流通部１２へ熱伝導が行なわれる際に、熱が伝わりにくくなり、炭酸ガスの冷却性能をより改善できる。

本発明は、炭酸ガスエアコン用ガスクーラの薄型化を図ることができるという効果があるため、炭酸ガス（ＣＯ_２）を冷媒とする炭酸ガスエアコンに適用できる。

本発明の第１の実施の形態に係る炭酸ガスエアコン用ガスクーラを示す斜視図である。 図１のガスクーラの断面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１のガスクーラに設けられる扁平チューブの断面図である。 図１のガスクーラに設けられるコア内の冷却空気の流れを示す説明図である。 図１のガスクーラに設けられる扁平チューブおよびフィンの分解斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る炭酸ガスエアコン用ガスクーラを示す断面図である。 図７のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る炭酸ガスエアコン用ガスクーラを示す斜視図である。 図９のガスクーラの断面図である。 図１０のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 図９のガスクーラに設けられる扁平チューブの中間部分およびフィンの説明図である。 図９のガスクーラに設けられる扁平チューブの端部およびフィンの説明図である。 図９のガスクーラに設けられる扁平チューブおよびフィンの分解斜視図である。 本発明の第４の実施の形態に係る炭酸ガスエアコン用ガスクーラを示す斜視図である。 図１５のガスクーラの断面図である。 図１６のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 図１５のガスクーラに設けられる扁平チューブの中間部分およびフィンの説明図である。 図１５のガスクーラに設けられる扁平チューブおよびフィンの分解斜視図である。 本発明の第５の実施の形態に係る炭酸ガスエアコン用ガスクーラを示す断面図である。 図２０のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。 従来の熱交換器を示す斜視図である。 図２２の熱交換器の平面図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ、１ｃ フィン
２ａ 第１の扁平チューブ
２ｂ 第２の扁平チューブ
３ａ，３ｂ コア
４ 入口ヘッダタンク
５ 出口ヘッダタンク
６ ターン側ヘッダタンク
１０ 炭酸ガスエアコン用ガスクーラ
１１，１２ 流通部
１３ タンク部
１４ プレート部
１５ 接合部
１６ 連通路
１７ 炭酸ガスエアコン用ガスクーラ
１８ 切欠き孔
２０ 炭酸ガスエアコン用ガスクーラ
２１ 折曲部
２２ 炭酸ガスエアコン用ガスクーラ
２３，２４ 折曲部，
２６ 炭酸ガスエアコン用ガスクーラ
２７ スリット

Claims (4)

1. フィン（１ａ、１ｂ）および冷媒通路を形成する扁平チューブ（２ａ、２ｂ）が交互に積層され、２列に配置されたコア（３ａ、３ｂ）と、前記扁平チューブ（２ａ、２ｂ）の積層方向に延び、前記コア（３ａ、３ｂ）の端部側にそれぞれ接続される入口ヘッダタンク（４）および出口ヘッダタンク（５）と、前記扁平チューブ（２ａ、２ｂ）の積層方向に延び、前記コア（３ａ、３ｂ）のターン側に接続されるターン側ヘッダタンク（６）とを有する炭酸ガスエアコン用ガスクーラ（１０）であって、
   前記扁平チューブ（２ａ、２ｂ）を、冷却空気の下流側に位置する第１の扁平チューブ（２ａ）と、冷却空気の上流側に位置する第２の扁平チューブ（２ｂ）とし、これらの第１の扁平チューブ（２ａ）および第２の扁平チューブ（２ｂ）をオフセット配置したことを特徴とする炭酸ガスエアコン用ガスクーラ（１０）。
2. フィン（１ａ、１ｂ、１ｃ）および冷媒通路を形成する扁平チューブ（２ａ、２ｂ）が交互に積層され、２列に配置されたコア（３ａ、３ｂ）と、前記扁平チューブ（２ａ、２ｂ）の積層方向に延び、前記コア（３ａ、３ｂ）の端部側にそれぞれ接続される入口ヘッダタンク（４）および出口ヘッダタンク（５）と、前記扁平チューブ（２ａ、２ｂ）の積層方向に延び、前記コア（３ａ、３ｂ）のターン側に接続されるターン側ヘッダタンク（６）とを有する炭酸ガスエアコン用ガスクーラ（２０）であって、
   前記扁平チューブ（２ａ、２ｂ）を、冷却空気の下流側に位置する第１の扁平チューブ（２ａ）と、冷却空気の上流側に位置する第２の扁平チューブ（２ｂ）とし、これらの第１の扁平チューブ（２ａ）および第２の扁平チューブ（２ｂ）のいずれか一方を、ヘッダタンクに接続するチューブ両端部で前記ヘッダタンクの軸方向にチューブピッチの二分の一ピッチ曲げたことを特徴とする炭酸ガスエアコン用ガスクーラ（２０）。
3. フィン（１ｃ）および冷媒通路を形成する扁平チューブ（２ａ、２ｂ）が交互に積層され、２列に配置されたコア（３ａ、３ｂ）と、前記扁平チューブ（２ａ、２ｂ）の積層方向に延び、前記コア（３ａ、３ｂ）の端部側にそれぞれ接続される入口ヘッダタンク（４）および出口ヘッダタンク（５）と、前記扁平チューブ（２ａ、２ｂ）の積層方向に延び、前記コア（３ａ、３ｂ）のターン側に接続されるターン側ヘッダタンク（６）とを有する炭酸ガスエアコン用ガスクーラ（２２）であって、
   前記扁平チューブ（２ａ、２ｂ）を、冷却空気の下流側に位置する第１の扁平チューブ（２ａ）と、冷却空気の上流側に位置する第２の扁平チューブ（２ｂ）とし、これらの第１の扁平チューブ（２ａ）および第２の扁平チューブ（２ｂ）を２ピッチ毎に、ヘッダタンクに接続するチューブ両端部で曲げて、それぞれ隣接する前記第１の扁平チューブ（２ａ）および前記第２の扁平チューブ（２ｂ）の端部に寄せることにより、前記第１の扁平チューブ（２ａ）および前記第２の扁平チューブ（２ｂ）の端部をオフセット配置したことを特徴とする炭酸ガスエアコン用ガスクーラ（２２）。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の炭酸ガスエアコン用ガスクーラ（１７、２６）であって、
   前記入口ヘッダタンク（４）および前記出口ヘッダタンク（５）を、内部に冷媒が流通する流通部（１１，１２）が形成されるタンク部（１３）と、前記扁平チューブの両端部が挿入されるプレート部（１４）とから一体に構成して、前記タンク部（１３）と前記プレート部（１４）との接合部（１５）に切欠き孔（１８）を設けたことを特徴とする炭酸ガスエアコン用ガスクーラ（１７、２６）。

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