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【発明の名称】 複式熱交換器
【発明者】 【氏名】笹野 教久

【氏名】杉本 竜雄

【氏名】阪根 高明
【要約】 【課題】ヘッダタンクに突起部を設けることなく、両ヘッダタンク間に確実に隙間を確保する。

【解決手段】コンデンサタンクキャップ１２３とコンデンサタンク１２０とをカシメ固定するためのカシメ部材を兼ねる、コンデンサタンクキャップ１２３の突出部１２３ｂをラジエータタンク２２０に接触させる。これにより、両タンク１２０、２００のうち少なくとも一方側に突起部を設けることなく、両タンク１２０、２２０間に確実に隙間δを確保することができるとともに、従来から設けられていたカシメ用のカシメ部材を流用することができるので、コンデンサ１００の製造原価上昇を招くことなく、両タンク１２０、２２０間に確実に隙間δを確保することができる。
【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、前記第１流体と空気との間で熱交換を行う第１コア部（１１０）と、第２流体が流通する複数本の第２チューブ（２１１）を有するとともに、前記第１コア部（１１０）に対して空気の流通方向に直列に配設されて、前記第２流体と空気との間で熱交換を行う第２コア部（２１０）と、前記複数本の第１チューブ（１１１）の長手方向両端側にろう付け接合されて前記第１チューブ（１１１）の長手方向と直交する方向に延びるとともに、前記複数本の第１チューブ（１１１）に連通する第１ヘッダタンク（１２０）と、前記複数本の第２チューブ（２１１）の両端にろう付け接合されて前記複数本の第２チューブ（２１１）に連通するとともに、前記第１ヘッダタンク（１２０）の長手方向と平行な方向に延びる第２ヘッダタンク（２２０）と、前記第１ヘッダタンク（１２０）の長手方向両端側を閉塞する第１ヘッダキャップ（１２３）と、前記第２ヘッダタンク（２２０）の長手方向両端側を閉塞する第２ヘッダキャップ（２２３）と備え、前記第１ヘッダキャップ（１２３）の一部（１２３ｂ）が前記第２ヘッダタンク（２２０）側に向けて突出して前記第２ヘッダタンク（２２０）に接触することにより、前記両ヘッダタンク（１２０、２２０）間に隙間（δ）が形成され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、前記第１流体と空気との間で熱交換を行う第１コア部（１１０）と、第２流体が流通する複数本の第２チューブ（２１１）を有するとともに、前記第１コア部（１１０）に対して空気の流通方向に直列に配設されて、前記第２流体と空気との間で熱交換を行う第２コア部（２１０）と、前記複数本の第１チューブ（１１１）の長手方向両端側にろう付け接合されて前記第１チューブ（１１１）の長手方向と直交する方向に延びるとともに、前記複数本の第１チューブ（１１１）に連通する第１ヘッダタンク（１２０）と、前記複数本の第２チューブ（２１１）の両端にろう付け接合されて前記複数本の第２チューブ（２１１）に連通するとともに、前記第１ヘッダタンク（１２０）の長手方向と平行な方向に延びる第２ヘッダタンク（２２０）と、前記第１ヘッダタンク（１２０）の長手方向両端側を閉塞する第１ヘッダキャップ（１２３）と、前記第２ヘッダタンク（２２０）の長手方向両端側を閉塞する第２ヘッダキャップ（２２３）と備え、前記第１ヘッダキャップ（１２３）の一部（１２３ｂ）が前記第２ヘッダタンク（２２０）側に向けて突出して前記第２ヘッダキャップ（２２３）に接触することにより、前記両ヘッダタンク（１２０、２２０）間に隙間（δ）が形成されていることを特徴とする複式熱交換器。
【請求項３】 第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１１１）を有し、前記第１流体と空気との間で熱交換を行う第１コア部（１１０）と、第２流体が流通する複数本の第２チューブ（２１１）を有するとともに、前記第１コア部（１１０）に対して空気の流通方向に直列に配設されて、前記第２流体と空気との間で熱交換を行う第２コア部（２１０）と、前記複数本の第１チューブ（１１１）の長手方向両端側にろう付け接合されて前記第１チューブ（１１１）の長手方向と直交する方向に延びるとともに、前記複数本の第１チューブ（１１１）に連通する第１ヘッダタンク（１２０）と、前記複数本の第２チューブ（２１１）の両端にろう付け接合されて前記複数本の第２チューブ（２１１）に連通するとともに、前記第１ヘッダタンク（１２０）の長手方向と平行な方向に延びる第２ヘッダタンク（２２０）と、前記第１ヘッダタンク（１２０）の長手方向両端側を閉塞する第１ヘッダキャップ（１２３）と、前記第２ヘッダタンク（２２０）の長手方向両端側を閉塞する第２ヘッダキャップ（２２３）と備え、前記第１ヘッダキャップ（１２３）には、前記第２ヘッダタンク（２２０）側に向けて突出して前記第２ヘッダタンク（２２０）に接触することにより、前記両ヘッダタンク（１２０、２２０）間に隙間（δ）を形成する突起部（１２３ｂ）が設けられており、さらに、前記第１ヘッダキャップ（１２３）は、前記突起部（１２３ｂ）により前記第１ヘッダタンク（１２０）にカシメ固定されていることを特徴とする複式熱交換器。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクルのコンデンサコア及びエンジン冷却水を冷却するラジエータコア等の複数のコア部を有する複式熱交換器に関するもので、車両用に用いて有効である。
【０００２】
【従来の技術】複式熱交換器として、例えば特開平１０−１０３８９３号公報に記載の発明では、ラジエータのヘッダタンクにコンデンサのヘッダタンクの外壁に向けて突出する突起部を多数個設けることにより、両ヘッダタンク間に確実に隙間を確保している。
【０００３】なお、両ヘッダタンク間の隙間は、温度の高いラジエータのヘッダタンクから温度の低いコンデンサのヘッダタンクへ熱が移動する（伝熱する）ことを抑制するためのものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に記載の発明では、ろう付け時に、溶融したろう材が毛細管現象より突起部を起点として突起部とコンデンサタンクとの接触部に集合するように流れるため、ろう付け完了後においては、毛細管現象により集合したろう材により、見かけ上の突起部の大きさが増大する。
【０００５】このため、ラジエータヘッダタンクからコンデンサヘッダタンクへの実質的な伝熱路面積が拡大することとなるので、コンデンサコア（冷媒）にラジエータコア（冷却水）の熱が伝熱し、コンデンサコアの放熱能力が低下してしまう。
【０００６】本発明は、上記点に鑑み、複数個の熱交換コアを有する複式熱交換器において、熱交換コア間の伝熱による放熱能力の低下を防止すること目的とする。
【０００７】
【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、請求項１に記載の発明では、第１ヘッダタンク（１２０）の長手方向両端側を閉塞する第１ヘッダキャップ（１２３）の一部（１２３ｂ）が、第２ヘッダタンク（２２０）側に向けて突出して第２ヘッダタンク（２２０）に接触することにより、両ヘッダタンク（１２０、２２０）間に隙間（δ）が形成されていることを特徴とする。
【０００８】これにより、両ヘッダタンク（１２０、２２０）間を移動する熱は、第１ヘッダキャップ（１２３）と第２ヘッダタンク（２２０）とが接触する部位のみであるので、溶融したろう材が毛細管現象よりその接触する部位の伝熱路面積が拡大しても、その拡大量は全体から見れば殆ど無視できる。したがって、両コア部（１１０、２１０）間の伝熱による放熱能力の低下を防止することができる。
【０００９】ところで、上記公報に記載の発明では、突起部をラジエータヘッダの長手方向に離散的に形成しているため、例えば押し出し加工又は引き抜き加工等の断面形状が長手方向全域に渡って一定形状となるような製造方法においては、ヘッダタンクと一体的に突起部を製造することが困難である。
【００１０】これに対して、本発明では、第１ヘッダキャップ（１２３）の一部（１２３ｂ）が、第２ヘッダタンク（２２０）側に向けて突出して第２ヘッダタンク（２２０）に接触することにより、両ヘッダタンク（１２０、２２０）間に隙間（δ）が形成されているので、両ヘッダタンク（１２０、２００）のうち少なくとも一方側に突起部を設けることなく、両ヘッダタンク（１２０、２２０）間に確実に隙間（δ）を確保することができる。
【００１１】延いては、第１ヘッダタンク（１２０）を押し出し加工又は引き抜き加工等により一体成形することが可能となるので、第１ヘッダタンク（１２０）の製造原価低減を図りながら、機械的強度を向上させることが可能となる。
【００１２】請求項２に記載の発明では、第１ヘッダタンク（１２０）の長手方向両端側を閉塞する第１ヘッダキャップ（１２３）の一部（１２３ｂ）が、第２ヘッダタンク（２２０）側に向けて突出して第２ヘッダタンク（２２０）の長手方向両端側を閉塞する第２ヘッダキャップ（２２０）に接触することにより、両ヘッダタンク（１２０、２２０）間に隙間（δ）が形成されていることを特徴とする。
【００１３】これにより、両ヘッダタンク（１２０、２００）のうち少なくとも一方側に突起部を設けることなく、両ヘッダタンク（１２０、２２０）間に確実に隙間（δ）を確保することができる。
【００１４】延いては、請求項１に記載の発明と同様に、第１ヘッダタンク（１２０）の製造原価低減を図りながら、機械的強度を向上させることが可能となる。
【００１５】請求項３に記載の発明では、第１ヘッダキャップ（１２３）には、第２ヘッダタンク（２２０）側に向けて突出して第２ヘッダタンク（２２０）に接触することにより、両ヘッダタンク（１２０、２２０）間に隙間（δ）を形成する突起部（１２３ｂ）が設けられており、さらに、第１ヘッダキャップ（１２３）は、突起部（１２３ｂ）により第１ヘッダタンク（１２０）にカシメ固定されていることを特徴とする。
【００１６】これにより、両ヘッダタンク（１２０、２００）のうち少なくとも一方側に突起部を設けることなく、両ヘッダタンク（１２０、２２０）間に確実に隙間（δ）を確保することができる。
【００１７】延いては、請求項１に記載の発明と同様に、第１ヘッダタンク（１２０）の製造原価低減を図りながら、機械的強度を向上させることが可能となる。
【００１８】また、従来から設けられていたカシメ用のカシメ部材を流用することが可能となるので、第１ヘッダタンク（１２０）の製造原価上昇を招くことなく、両ヘッダタンク（１２０、２２０）間に確実に隙間δを確保することができる。
【００１９】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。
【００２０】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、車両用空調装置（冷凍サイクル）のコンデンサ１００のコア部を第１コア部とし、コンデンサ１００の空気流れ下流側に配設されてエンジン冷却水を冷却するラジエータ２００のコア部を第２コア部とした複式熱交換器に本発明を適用したものである。
【００２１】図１は複式熱交換器をコンデンサ１００側（空気流れ上流側）から見た図であり、１１１は冷媒が流通する複数本の扁平状のコンデンサチューブ（第１チューブ）であり、このコンデンサチューブ１１１間には、冷媒の熱交換を促進する波状（コルゲート状）のコンデンサフィン１１２が配設されている。
【００２２】なお、コンデンサフィン１１２は、コンデンサチューブ１１１の表面に被覆（クラッド）されたろう材にてコンデンサチューブ１１１にろう付け接合されており、このコンデンサチューブ１１１及びコンデンサフィン１１２により、冷媒を凝縮させる（冷却する）コンデンサコア部１１０が構成されている。
【００２３】また、コンデンサチューブ１１１の長手方向一端側には、コンデンサチューブ１１１の長手方向と直交する方向に延びてコンデンサチューブ１１１に連通するとともに、圧縮機（図示せず）から吐出する冷媒を各コンデンサチューブ１１１に分配供給する第１コンデンサタンク１２１が設けられており、この第１コンデンサタンク１２１には、圧縮機の吐出側に接続される接続部１２１ａが設けられている。
【００２４】一方、コンデンサチューブ１１１の長手方向他端側には、コンデンサチューブ１１１の長手方向と直交する方向に延びてコンデンサチューブ１１１に連通するとともに、各コンデンサチューブ１１１から流出する冷媒を集合回収する第２コンデンサタンク１２２が設けられており、この第２コンデンサタンク１２２には、減圧器（図示せず）側に接続される接続部１２２ａが設けられている。なお、以下、両コンデンサタンク１２１、１２２を総称してコンデンサタンク（第１ヘッダタンク）１２０と呼ぶ。
【００２５】また、図２は複式熱交換器をラジエータ２００側（空気流れ下流側）から見た図であり、２１１はエンジン冷却水が流通する複数本の扁平状のラジエータチューブ（第２チューブ）であり、このラジエータチューブ２１１間には、エンジン冷却水の熱交換を促進する波状のラジエータフィン２１２が配設されている。
【００２６】なお、ラジエータフィン２１２は、図３に示すように、コンデンサフィン１１２と一体化されており、両フィン１１２、２１２の間には、ラジエータフィン２１２側からコンデンサフィン１１２側に熱が伝わる（伝導）することを抑制すべく、スリット（切り欠き穴）Ｓが形成されている。
【００２７】また、ラジエータフィン２１２は、ラジエータチューブ２１１の表面に被覆されたろう材にてラジエータチューブ２１１にろう付け接合されており、このラジエータチューブ２１１及びラジエータフィン２１２により、エンジン冷却水を冷却するラジエータコア部２１０が構成されている。
【００２８】そして、ラジエータチューブ２１２の長手方向一端側（紙面左側）には、図２に示すように、コンデンサタンク１２０と平行な方向に延びてラジエータチューブ２１１に連通するとともに、エンジン（図示せず）から吐出するエンジン冷却水を各ラジエータチューブ２１１に分配供給する第１ラジエータタンク２２１が設けられており、この第１レジエータタンク２２１には、エンジンの冷却水吐出側に接続される接続パイプ２２１ａが設けられている。
【００２９】一方、ラジエータチューブ２１１の長手方向他端側には、コンデンサタンク１２０と平行な方向に延びてラジエータチューブ２１１に連通するとともに、各ラジエータチューブ２１１から流出するエンジン冷却水を集合回収する第２ラジエータタンク２２２が設けられており、この第２ラジエータタンク２２２には、エンジン冷却水流入側に接続される接続パイプ２２２ａが設けられている。なお、以下、両ラジエータタンク２２１、２２２を総称してラジエータタンク（第２ヘッダタンク）２２０と呼ぶ。
【００３０】なお、本実施形態では、コンデンサタンク１２０は押し出し加工又は引き抜き加工にて一体成形され、ラジエータタンク２２０は、プレス加工によりＬ字状の断面形状に成形された２つの部材をろう付け接合することにより構成されている。
【００３１】ところで、コンデンサタンク１２０の長手方向両端側は、図４に示すように、コンデンサタンクキャップ（第１ヘッダキャップ）１２３により閉塞され、ラジエータタンク２２０の長手方向両端側は、ラジエータタンクキャップ（第２ヘッダキャップ）２２３により閉塞されている。
【００３２】そして、コンデンサチューブ１１１は、コンデンサタンク１２０の外壁面及びコンデンサタンクキャップ１２３の内壁面に被覆されたろう材にてコンデンサタンク１２０にろう付け接合され、ラジエータタンクキャップ２２３は、ラジエータタンク２２０の外壁面及びラジエータタンクキャップ２２３の内壁面に被覆されたろう材にてラジエータタンク２２０にろう付け接合されている。
【００３３】ここで、コンデンサタンクキャップ１２３は、コンデンサタンク１２０の長手方向両端の開口部１２０ａを閉塞するとともに周縁部に段付き部が形成された略円盤状のャップ本体１２３ａと、キャップ本体１２３ａから略放射状に突出する複数個の突出部１２３ｂ〜１２３ｅとを有するように、アルミニウム板材からプレス加工にて成形されており、これら突出部１２３ｂ〜１２３ｅは、コンデンサタンクキャップ１２３をコンデンサタンク１２０の端部にカシメ固定するためのカシメ部材を構成するものである。
【００３４】そして、複数個の突出部１２３ｂ〜１２３ｅのうち、ラジエータタンク２２０側に位置してラジエータタンクキャップ２２３側に向けて突出する突出部１２３ｂが、図４（ｂ）に示すように、キャップ本体１２３ａと共にコンデンサタンク１２０の端部を挟み込んだ状態でラジエータタンク２２０の外壁に接触することより、両タンク１２０、２２０間に隙間δが形成されている。
【００３５】なお、ラジエータタンクキャップ２２３にも、図４に示すように、キャップ本体２２３ａからその外方側に向けて突出する突起部２２３ｂ〜２２３ｅが形成されており、これら突起部２２３ｂ〜２２３ｅによりラジエータタンクキャップ２２３がラジエータタンク２２０にカシメ固定されている。
【００３６】因みに、両タンクキャップ１２３、２２３は、カシメ固定により各タンク１２０、２２０に仮固定された後、ろう付けにて一体接合されている。
【００３７】次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００３８】本実施形態によれば、コンデンサタンクキャップ１２３に設けられた突出部１２３ｂをラジエータタンク２２０に接触させることにより両タンク１２０、２２０間に隙間δを形成しているので、両タンク１２０、２２０間を移動する熱は、突出部１２３ｂとラジエータタンク２２０とが接触する部位のみとなるので、溶融したろう材が毛細管現象よりその接触する部位の伝熱路面積が拡大しても、その拡大量は全体から見れば殆ど無視できる。したがって、両コア部１１０、２１０間の伝熱による放熱能力の低下を防止することができる。
【００３９】ところで、上記公報に記載の発明では、突起部をラジエータヘッダの長手方向に離散的に形成しているため、例えば押し出し加工又は引き抜き加工等の断面形状が長手方向全域に渡って一定形状となるような製造方法においては、ヘッダタンクと一体的に突起部を製造することが困難である。
【００４０】これに対して、本実施形態では、コンデンサタンクキャップ１２３に設けられた突出部１２３ｂをラジエータタンク２２０に接触させることにより両タンク１２０、２２０間に隙間δを形成しているので、両タンク１２０、２００のうち少なくとも一方側に突起部を設けることなく、両タンク１２０、２２０間に確実に隙間δを確保することができる。
【００４１】延いては、コンデンサタンク１２０を押し出し加工又は引き抜き加工等により一体成形することができるので、コンデンサタンク１２０の製造原価低減を図りながら、機械的強度を向上させることができる。
【００４２】また、本実施形態では、両タンク１２０、２２０間に確実に隙間δを確保するための突起部１２３ｂが、ラジエータタンクキャップ１２３とをカシメ固定するためのカシメ部材を兼ねているので、従来から設けられていたカシメ用のカシメ部材を流用することが可能となり、コンデンサ１００の製造原価上昇を招くことなく、両タンク１２０、２２０間に確実に隙間δを確保することができる。
【００４３】（第２実施形態）第１実施形態では、突起部１２３ｂをラジエータタンク２２０の外壁に接触させていたが、図５に示すように、突起部１２３ｂをラジエータタンクキャップ２２３に接触させることにより両タンク１２０、２２０間に隙間δを形成してもよい。
【００４４】（その他の実施形態）第１実施形態では、キャップ本体１２３ａと突起部１２３ｂとによりコンデンサタンク１２０を挟むようにすることにより、突起部１２３ｂにカシメ部材を兼ねさせていたが、コンデンサタンクキャップ１２３をコンデンサタンク１２０にカシメ固定することなく、図６、７に示すように、単純に突起部１２３ｂをラジエータタンク２２０に接触させて隙間δを確保してもよい。
【００４５】また、図８に示すように、突起部１２３ｂの先端を肥大させて隙間δを形成してもよい。
【００４６】また、上述の実施形態では、コンデンサタンクキャップ１２３の一部（突起部１２３ｂ）をラジエータタンク２２０の外壁又はラジエータタンクキャップ２２３に接触させることにより隙間δを形成したが、ラジエータタンクキャップ２２３の一部をコンデンサタンク１２０の外壁又はコンデンサタンクキャップ１２３に接触させることにより隙間δを形成してもよい。
【００４７】さらに、図９に示すように、コンデンサタンク１２０もラジエータタンク２２０と同様にプレス加工にて成形した２部品をろう付けにて一体化してもよい。
【出願人】 【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
【出願日】 平成１２年２月２５日（２０００．２．２５）
【代理人】 【識別番号】１００１０００２２
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 洋二 （外２名）
【公開番号】 特開２００１−１２８９３（Ｐ２００１−１２８９３Ａ）
【公開日】 平成１３年１月１９日（２００１．１．１９）
【出願番号】 特願２０００−５４４２６（Ｐ２０００−５４４２６）