| 【発明の名称】 |
複式熱交換器 |
| 【発明者】 |
【氏名】長谷川 恵津夫
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| 【要約】 |
【課題】複式熱交換器において、熱交換能力が低下することを防止する。
【解決手段】ラジエータタンク２３０とコンデンサタンク１２０とを連結する結合部４００を、空気流れ上流側から見て、コンデンサタンク１２０よりコンデンサコア部１１０側に位置するようにする。これにより、結合部４００が両コア部１１０、２１０に向けて流通する流通空気の流れの中に位置することとなり、結合部４００が流通空気にて冷却されることとなる。したがって、ラジエータタンク２３０から結合部４００を介してコンデンサタンク１２０に伝わる熱の一部が、結合部４００にて流通空気中に放熱されるので、ラジエータタンク２３０からコンデンサタンク１２０へ熱移動を抑制することができ、熱交換能力が低下することを防止できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１１１）を有し、空気と前記第１流体との間で熱交換を行う第１コア部（１１０）、及び前記複数本の第１チューブ（１１１）と連通し、前記第１チューブ（１１１）と直交する方向に延びる第１タンク（１２０、１３０）を備える第１熱交換器（１００）と、前記第１コア部（１１０）より空気の流れ下流側に配設され、前記第１流体より温度が高い第２流体が流通する複数本の第２チューブ（２１１）を有し、空気と前記第２流体との間で熱交換を行う第２コア部（２１０）、及び前記第１タンク（１２０、１３０）と所定の隙間を有して配置され、前記第２チューブ（２１１）と連通するとともに、前記第２チューブ（２１１）と直交する方向に延びる第２タンク（２２０、２３０）を備える第２熱交換器（２００）とを具備し、前記両タンク（１２０、１３０、２２０、２３０）を結合する結合部（４００）が、前記両タンク（１２０、１３０、２２０、２３０）間に設けられており、さらに、前記結合部（４００）は、前記両熱交換器（１００、２００）に向けて流通する流通空気にて冷却されるように、前記流通空気の流れの中に位置していることを特徴とする複式熱交換器。
【請求項２】 第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１１１）を有し、空気と前記第１流体との間で熱交換を行う第１コア部（１１０）、及び前記複数本の第１チューブ（１１１）と連通し、前記第１チューブ（１１１）と直交する方向に延びる第１タンク（１２０、１３０）を備える第１熱交換器（１００）と、前記第１コア部（１１０）より空気の流れ下流側に配設され、前記第１流体より温度が高い第２流体が流通する複数本の第２チューブ（２１１）を有し、空気と前記第２流体との間で熱交換を行う第２コア部（２１０）、及び前記第１タンク（１２０、１３０）と所定の隙間を有して配置され、前記第２チューブ（２１１）と連通するとともに、前記第２チューブ（２１１）と直交する方向に延びる第２タンク（２２０、２３０）を備える第２熱交換器（２００）とを具備し、前記両タンク（１２０、１３０、２２０、２３０）を結合する結合部（４００）が、前記両タンク（１２０、１３０、２２０、２３０）間に設けられており、さらに、前記結合部（４００）は、空気流れ上流側から見て、前記第１タンク（１２０、１３０）より前記第１コア部（１１０）側に位置していることを特徴とする複式熱交換器。
【請求項３】 前記結合部（４００）は、前記両タンク（１２０、１３０、２２０、２３０）の長手方向に離散的に複数個形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の複式熱交換器。
【請求項４】 前記結合部（４００）の厚みは、前記両タンク（１２０、１３０、２２０、２３０）を構成する部材（１２３、２３３、２３４）の厚みより薄いことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の複式熱交換器。
【請求項５】 前記結合部（４００）は、複数個の折曲部からなる波形状であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の複式熱交換器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の熱交換器が一体となった複式熱交換器に関するもので、車両用冷凍サイクルのコンデンサと、エンジン冷却水冷却用のラジエータとが一体となった熱交換器に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】複式熱交換器として、例えば特開平９−２８７８８６号公報に記載の発明では、各熱交換器のチューブに連結されたタンクを一体化することにより複式熱交換器を構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、タンクは、各熱交換器のチューブに流体を供給するものであるので、上記公報に記載の複式熱交換器を、コンデンサ及びラジエータのごとく、熱交換器内を流通する流体の温度が互いに相違するものに適用すると、温度の高い方の流体（この例ではエンジン冷却水）の熱が一体化されたタンクを介して他方側の流体（この例では冷媒）に伝わってしまい、他方側の熱交換器（この例ではコンデンサ）の熱交換能力が低下してしまうという問題が発生する。
【０００４】本発明は、上記点に鑑み、複式熱交換器において、熱交換能力が低下することを防止することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１、３〜５に記載の発明では、両タンク（１２０、１３０、２２０、２３０）を結合する結合部（４００）を、両熱交換器（１００、２００）に向けて流通する流通空気にて冷却されるように流通空気の流れの中に位置させたことを特徴とする。
【０００６】これにより、第２タンク（２２０、２３０）から結合部（４００）を介して第１タンク（１２０、１３０）に伝わる熱の一部が、結合部（４００）にて流通空気中に放熱されるので、第２タンク（２２０、２３０）から第１タンク（１２０、１３０）へ熱移動を抑制することができる。したがって、複式熱交換器（特に、第１熱交換器（１００））の熱交換能力が低下することを防止できる。
【０００７】請求項２〜５に記載の発明では、両タンク（１２０、１３０、２２０、２３０）を結合する結合部（４００）を、空気流れ上流側から見て、第１タンク（１２０、１３０）より第１コア部（１１０）側に位置させたことを特徴とする。これにより、第２タンク（２２０、２３０）から結合部（４００）を介して第１タンク（１２０、１３０）に伝わる熱の一部が、結合部（４００）にて流通空気中に放熱されるので、第２タンク（２２０、２３０）から第１タンク（１２０、１３０）へ熱移動を抑制することができる。
【０００８】したがって、複式熱交換器（特に、第１熱交換器（１００））の熱交換能力が低下することを防止できる。請求項３に記載の発明では、結合部（４００）は、両タンク（１２０、１３０、２２０、２３０）の長手方向に離散的に複数個形成されていることを特徴とする。
【０００９】これにより、第２タンク（２２０、２３０）から第１タンク（１２０、１３０）へ熱移動をさらに抑制することができる。請求項４に記載の発明では、結合部（４００）の厚みは、両タンク（１２０、１３０、２２０、２３０）を構成する部材（１２３、２３３、２３４）の厚み（）より薄いことを特徴とする。
【００１０】これにより、第２タンク（２２０、２３０）から第１タンク（１２０、１３０）へ熱移動をさらに抑制することができる。請求項５に記載の発明では、結合部（４００）は、複数個の折曲部からなる波形状であることを特徴とする。これにより、第２タンク（２２０、２３０）から第１タンク（１２０、１３０）へ熱移動をさらに抑制することができる。
【００１１】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１２】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、車両空調装置用のコンデンサ（第１熱交換器）と、エンジン冷却用ラジエータ（第２熱交換器）とが一体となった複式熱交換器に本発明を適用したものである。
【００１３】なお、通常、コンデンサ（凝縮器）を流れる冷媒（第１流体）の温度は、ラジエータを流れるエンジン冷却水（第２流体）の温度に比べて低いので、この複式熱交換器では、図１に示すように、コンデンサ１００をラジエータ２００より空気流れ上流として、空気流れに対して直列に並んでエンジンルームの最前部に配置されている。
【００１４】以下、本実施形態に係る複式熱交換器（以下、熱交換器と略す。）について述べる。図１は、本実施形態に係る熱交換器の斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。１１０はコンデンサ１００のコンデンサコア部であり、２１０はラジエータ２００のラジエータコア部である。そして、両コア部１１０、２１０は、互いに熱伝導を遮断するために、後述する両チューブ１１１、２１１間に所定の隙間δを有して空気流れに直列に並んでいる。
【００１５】そして、コンデンサコア部１１０は、図２に示すように、冷媒の通路をなす偏平形状に形成されたコンデンサチューブ１１１と、このコンデンサチューブ１１１にろう付けされたコルゲート状（波形状）のフィン１１２とから構成されている。また、ラジエータコア部２１０もコンデンサコア部１１０と同様な構造をしており、コンデンサチューブ１１１と平行に配置されたラジエータチューブ２１１と、フィン２１２とから構成されている。
【００１６】なお、両フィン１１２、２１２には、熱交換を促進するためのルーバ１１３、２１３が形成されており、このルーバ１１３、２１３は、ローラ成形法等によりフィン１１２、２１２と共に一体に成形されている。また、３００は両コア部１１０、２１０の補強部材をなすサイドプレートであり、このサイドプレート３００は、図１に示すように、両コア部１１０、２１０の両端に配置されている。なお、サイドプレート３００は、図２に示すように、その断面形状が略コの字状として、１枚のアルミニウム板から一体形成されている。
【００１７】因みに、図１中、３１０は、熱交換器を車両に組付けるためのブラケットである。また、ラジエータコア部２１０の端部のうちサイドプレート３００が配置されていない側の一端には、冷却水を各ラジエータチューブ２１１に分配する第１ラジエータタンク２２０が配置され、他端側には、熱交換を終えた冷却水を回収する第２ラジエータタンク２３０が配置されている。
【００１８】そして、第１ラジエータタンク２２０の上方端側には、エンジンから流出した冷却水を第１ラジエータタンク２２０内に流入させる流入口２２１が設けられており、一方、第２ラジエータタンク２３０の下方端側には、冷却水をエンジンに向けて流出する流出口２３１が設けられている。なお、２２２、２３２は、外部配管（図示せず）を両ラジエータタンク２２０、２３０に接続するためのジョイントパイプであり、これらのジョイントパイプ２２２、２３２は、ろう付けにて各ラジエータタンク２２０、２３０に接続されている。
【００１９】また、１２０はコンデンサコア部１１０の冷媒を各コンデンサチューブ１１１に分配する第１コンデンサタンクであり、１３０は熱交換（凝縮）を終えた冷媒を回収するコンデンサコア部１１０の第２コンデンサタンクである。そして、１２１は冷凍サイクルの圧縮機（図示せず）から吐出された冷媒を第１コンデンサタンク１２０内に流入させる流入口であり、１３１は熱交換（凝縮）を終えた冷媒を冷凍サイクルの膨張弁（図示せず）に向けて流出させる流出口である。
【００２０】なお、１２２、１３２は、外部配管（図示せず）を両コンデンサタンク１２０、１３０に接続するためのジョイントパイプであり、これらのジョイントパイプ１２２、１３２は、ろう付けにて各コンデンサタンク１２０、１３０に接続されている。ところで、第２ラジエータタンク２３０は、図３に示すように、ラジエータチューブ２１１と結合するアルミニウム製のラジエータコアプレート２３３と、このラジエータコアプレート２３３と結合して第２ラジエータタンク２３０の空間を形成するアルミニウム製のラジエータタンク本体部２３４とから構成されており、両者２３３、２３４はろう付けにて一体結合されている。
【００２１】一方、第１コンデンサタンク１２０は、コンデンサチューブ１１１と結合するとともに、第１コンデンサタンク１２０の空間を形成する円筒状のアルミニウム製のコンデンサタンク本体部１２３から構成されている。また、両タンク１２０、２３０は、コンデンサタンク本体１２３とラジエータコアプレート２３３とを結合する結合部４００にて一体化されており、この結合部４００は、空気流れ上流側から見て、第１コンデンサタンク１２０よりコンデンサコア部１１０側に位置するように、コンデンサコア部１１０側を凸としてＵ字状に屈曲している。
【００２２】また、コンデンサタンク本体１２３及びラジエータコアプレート２３３は、押出し加工又は引抜き加工にて一体成形されており、押出し加工又は引抜き加工の終了後、結合部４００に相当する部位の一部をプレス加工等により除去することにより、結合部４００は、図４に示すように、両タンク１１０、２１０の長手方向に離散的に複数個形成されている。
【００２３】なお、第１ラジエータタンク２２０及び第２コンデンサタンク１３０も、第２ラジエータタンク２３０及び第１コンデンサタンク１２０と同様なので、以下、特に断りがない限り、ラジエータタンク２３０とは、両ラジエータタンク２２０、２３０を含む意味で用い、同様に、コンデンサタンク１２０とは、両コンデンサタンク１２０、１３０を含む意味で用いる。
【００２４】ここで、コンデンサタンク本体１２３及びラジエータコアプレート２３３の製造方法の概略を述べる。先ず、コンデンサタンク本体１２３及びラジエータコアプレート２３３を押出し加工又は引抜き加工にて一体成形する（成形工程）。なお、成形工程では、結合部４００に相当する部位は、図５（ａ）に示すように、Ｕ字状に屈曲することなく、平板状となっている。
【００２５】次に、コンデンサタンク本体１２３に機械加工にてコンデンサチューブ１１１が挿入される挿入穴（図示せず）を形成する（機械工程）。そして、プレス加工にて結合部４００に相当する部位の一部をプレス加工等により除去するとともに、ラジエータチューブ２１１が挿入される挿入穴（図示せず）を形成した（第１プレス工程）後、図５（ｂ）に示すように、プレス加工にて結合部４００に相当する部位をＵ字状に屈曲させる（第２プレス工程）。
【００２６】次に、本実施形態の特徴を述べる。結合部４００は、空気流れ上流側から見て、第１コンデンサタンク１２０よりコンデンサコア部１１０側に位置するように形成されているので、結合部４００は、コンデンサ１００（コンデンサコア部１１０）及びラジエータ２００（ラジエータコア部２１０）に向けて流通する流通空気の流れの中に位置することとなり、結合部４００が流通空気にて冷却されることとなる。
【００２７】したがって、ラジエータタンク２３０から結合部４００を介してコンデンサタンク１２０に伝わる熱の一部が、結合部４００にて流通空気中に放熱されるので、ラジエータタンク２３０からコンデンサタンク１２０へ熱移動を抑制することができる。延いては、熱交換器（特に、コンデンサ１００）の熱交換能力が低下することを防止できる。
【００２８】（第２実施形態）上述の実施形態では、結合部４００は、１個の折曲部を有する単純なＵ字状であったが、本実施形態は、図６に示すように、結合部４００を複数個の折曲部からなる波形状としたものである。これにより、ラジエータタンク２３０からコンデンサタンク１２０へ熱が移動する際の熱伝導距離が長くなるので、ラジエータタンク２３０からコンデンサタンク１２０へ熱移動をさらに抑制することができる。
【００２９】（第３実施形態）上述の実施形態では、結合部４００、コンデンサタンク本体１２３及びラジエータコアプレート２３３は、全て同じ厚みであったが、本実施形態は、結合部４００の厚みを、図７に示すように、両タンク１２０、２３０を構成する部材（コンデンサタンク本体１２３、ラジエータコアプレート２３３及びラジエータタンク本体部２３４）の厚みより薄くしたものである。
【００３０】これにより、結合部４００の断面積が小さくなるので、ラジエータタンク２３０からコンデンサタンク１２０へ熱移動をさらに抑制することができる。ところで、上述の実施形態では、結合部４００は、両タンク１１０、２１０の長手方向に離散的に複数個形成されていたが、両タンク１１０、２１０の長手方向全域に渡って結合部４００を形成してもよい。
【００３１】また、上述の実施形態では、結合部４００は、空気流れ上流側から見て、第１コンデンサタンク１２０よりコンデンサコア部１１０側に位置するようにしたが、本発明は、結合部４００を流通空気の流れの中に位置させることにより、結合部４００を流通空気にて冷却するものであるので、例えば、結合部４００をコンデンサタンク１２０よりコンデンサコア部１１０と反対側に突出させて、結合部４００を流通空気中に位置させるようにしてもよい。
【００３２】また、結合部４００の厚みを、第３実施形態のごとく、両タンク１２０、２３０を構成する部材の厚みより薄くした状態で波形状としてもよい。また、図８に示すように、冷凍サイクルのレシーバ（受液器）５００と第２コンデンサタンク１３０とを一体化してもよい。また、上述の実施形態の成形工程では、結合部４００に相当する部位がＵ字状でなく、平板状であったが、成形工程にてＵ字状の結合部４００を有するものを押し出し又は引き抜き加工にて成形してもよい。
【００３３】また、プレス工程において、第２プレス工程を第１プレス工程より先に行ってもよい。また、図８に示すように、第２ラジエータタンク２００内にエンジンオイルやトルクコンバータオイルを冷却するオイルクーラ６００を内蔵してもよい。さらに、上述の実施形態では、コンデンサフィン１１２とラジエータフィン２１２とが別体であったが、両フィン１１２、２１２を一体化してもよい。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
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| 【出願日】 |
平成１０年１０月１９日（１９９８．１０．１９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０００２２
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 洋二 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１２１２８２（Ｐ２０００−１２１２８２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年４月２８日（２０００．４．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２９７１７９ |
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