| 【発明の名称】 |
熱交換器 |
| 【発明者】 |
【氏名】山口 博志
【氏名】渡部 栄基
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| 【要約】 |
【課題】圧力損失が少なくて熱交換性能に優れた熱交換器を提供する。
【解決手段】エンドプレート１に流路プレート６を一体化する。そして、エンドプレート１と流路プレート６とで、一方のタンク２３ｂから開口部５を介して流出入される熱交換媒体が流動する流路を形成する。また、エンドプレート１の開口部４にブロック７を接合する。ブロック７の流路では、他方のタンク２３ａに流出入する熱交換媒体を流動させる他の流路を形成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ２枚のエンドプレートの間に扁平チューブと放熱フィンとを交互に積層し、扁平チューブの一端部に流入タンク及び流出タンクを形成し、前記エンドプレートに形成した開口部を介して流入タンクに流入させた熱交換媒体を、扁平チューブ内で流動させ、放熱フィンを介して外部を通過する空気と熱交換させた後、流出タンクからエンドプレートに形成した他の開口部を介して流出させる熱交換器において、前記エンドプレートに一体化されて、該エンドプレートとで、一方のタンクから開口部を介して流出入される熱交換媒体が流動する流路を形成する流路プレートと該流路プレートに取り付けられ、前記エンドプレートの他の開口部に接合されて、他方のタンクに流出入する熱交換媒体が流動する他の流路を有するブロックとを備えたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】 前記エンドプレートと前記流路プレートとによって形成される流路は、前記ブロックが接合される開口部を中心とする同心円上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】 前記ブロックは、前記流路プレートの一部と共に、前記エンドプレートの開口部に位置決されることにより、前記ブロックの流路を介して流入タンクに熱交換媒体を流入可能としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】 前記ブロックは、エンドプレートの開口部に嵌合された部分が絞部を備えることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
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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、熱交換器、特に、車両用熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱交換器では、図５に示すように、扁平チューブ１００と放熱フィン１０１とを交互に積層し、両端部にエンドプレート１０２をそれぞれ配設した構成が一般的である。扁平チューブ１００の一端部には、流入タンク１０３と流出タンク（図示せず）とが形成されている。エンドプレート１０２には流路プレート１０４が一体化され、両者によって流入路１０５と流出路１０６とが形成されている。そして、流入路１０５から流入タンク１０３に流入した熱交換媒体は、各扁平チューブ１００に分流されて流動し、放熱フィン１０１を介して外部を通過する空気と熱交換された後、流出タンクから流出路１０６を介して流出されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の熱交換器では、流入路１０５及び流出路１０６を流路プレート１０４の絞り加工により得ている。しかし、流入路１０５と流出路１０６は隣接しており、しかも流路プレート１０４は軽量化等を目的として薄型となっている。このため、絞り深さ、すなわち流入路１０５及び流出路１０６の流路断面積を大きくとると、材料破れが発生するという問題がある。一方、流路断面積を小さく抑えると、圧力損失が大きくなる上、熱交換媒体の通過音が大きくなるという問題がある。
【０００４】また、エンドプレート１０２、各タンク１０３、流路プレート１０４等の各部材は、それぞれ独立しているため、組付け時の位置決めを高い精度で行うことが困難である。その上、熱交換媒体は流入路１０５から流入タンク１０３に流入する場合、流動方向がほぼ直角に変更されるので、乱流となる。このため、流入タンク１０３から流出した熱交換媒体は、各扁平チューブ１００に均等に分流されにくくなり、熱交換性能の悪化をもたらす。しかも、この調整は非常に困難である。
【０００５】そこで、本発明は、圧力損失が少なくて熱交換性能に優れた熱交換器を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解決するための手段として、２枚のエンドプレートの間に扁平チューブと放熱フィンとを交互に積層し、扁平チューブの一端部に流入タンク及び流出タンクを形成し、前記エンドプレートに形成した開口部を介して流入タンクに流入させた熱交換媒体を、扁平チューブ内で流動させ、放熱フィンを介して外部を通過する空気と熱交換させた後、流出タンクからエンドプレートに形成した他の開口部を介して流出させる熱交換器において、前記エンドプレートに一体化されて、該エンドプレートとで、一方のタンクから開口部を介して流出入される熱交換媒体が流動する流路を形成する流路プレートと該流路プレートに取り付けられ、前記エンドプレートの他の開口部に接合されて、他方のタンクに流出入する熱交換媒体が流動する他の流路を有するブロックとを備えたものである。
【０００７】この構成によれば、各タンクへの一方の流路をブロックに設けているので、流路プレートへの絞り加工は、他方の流路を形成することのみを目的として行うことができる。したがって、絞り深さを大きくしても、流路となる部分以外の材料が引き込まれることになり、材料破れは発生しない。
【０００８】前記エンドプレートと前記流路プレートとで形成される流路を、前記ブロックが接合される開口部を中心とする同心円上に形成すると、流路プレートの所望の位置に連通孔を穿設することができる点で好ましい。
【０００９】前記ブロックを、前記流路プレートの一部と共に、前記エンドプレートの開口部に位置決めすることにより、前記ブロックの流路を介して流入タンクに熱交換媒体を流入可能とすると、エンドプレート及びタンクに対してブロック及び流路プレートを高精度に位置決めできる点でさらに好ましい。
【００１０】前記ブロックを、エンドプレートの開口部に嵌合された部分が絞部を備えた構成とすると、このブロックを絞り率の異なる絞部を備えたものに交換するだけで、簡単に流入タンクでの熱交換媒体の流動状態を変更することができる点で好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１２】図１は、本実施形態に係る熱交換器の一例であるエバポレータを示す。このエバポレータは、大略、２枚のエンドプレート１の間に、交互に積層した扁平チューブ２と放熱フィン３とを配設した構成である。
【００１３】一方のエンドプレート１には、図２に示すように、一端側に流入用開口部４及び流出用開口部５（図３参照）が形成され、流路プレート６、接続ブロック７及びブロック・エキスパンションバルブ８（以下、ブロック・エキパンと略す。）が設けられている。
【００１４】流路プレート６は、図２及び図３に示すように、金属製板材をプレス加工により形成したもので、第１開口部９及び第２開口部１０が穿設されている。第１開口部９の内縁には筒状突起１１が形成されている。筒状突起１１は、後述する接続ブロック７に設けた絞部１５を嵌合された状態で、エンドプレート１の流入用開口部４に嵌合される。第２開口部１０は、前記第１開口部９を中心とする同一円周上に形成した円弧溝１２に連通している。円弧溝１２は、金属製板材を絞り加工することにより得られる。この場合、円弧溝１２となる領域周辺の広い範囲から円弧溝１２内に、いわゆる材料の引き込みが行われるので、絞り深さを大きくすることが可能となっている。したがって、円弧溝１２とエンドプレート１の一部とで構成する排出流路の流路断面積を大きく取ることができ、この部分での圧力損失を抑えることが可能となる。
【００１５】接続ブロック７は、図２に示すように、略直方体形状で、流入路１３と流出路１４とを形成されている。流入路１３の出口には、絞部１５が形成されている。絞部１５での絞り率は、流路断面積がエバポレータのサイズに応じた適切な値となっている。これにより、絞部１５から流入する冷媒が各扁平チューブ２内に均等に流動するように設定可能となる。なお、流出路１４の入口は、流路プレート６の第２開口部１０に接続されている。
【００１６】ブロック・エキパン８は、図２に示すように、導出通路１６と、連通孔１７によって連通された第１導入通路１８及び第２導入通路１９とを備えている。導出通路１６の入口は、前記接続ブロック７の出口に接続されている。また、第２導入通路１９の出口は、前記接続ブロック７の流入路１３の入口に接続されている。連通孔１７はスプリング２０に付勢されたボール２１により開閉される。ボール２１は、上部に設けたダイヤフラム２２の働きにより作用する内圧、スプリング２０による付勢力、及び、導出通路１６の内圧のバランスにより連通孔１７を開閉する。これにより、ブロック・エキパン８は、温度膨張弁の役割を果し、エバポレータでの冷媒の過熱度を一定値に維持する。
【００１７】扁平チューブ２は、図４に示すように、上端に独立した２つのタンク部２３ａ，２３ｂを備え、内部には両タンク部２３ａ，２３ｂと連通する流路が形成されている。タンク部２３ａ，２３ｂを構成する対向面には開口２４がそれぞれ穿設されている。そして、扁平チューブ２と放熱フィン３とを交互に積層すると、前記開口２４を介して各タンク部２３が連通し、流入タンク２５（図２参照）と流出タンク（図示せず）とが形成される。
【００１８】放熱フィン３は、従来同様、熱伝導性に優れたアルミニウム等の帯状薄板に切り起こしにより複数のルーバー（図示せず）を形成すると共に蛇行するように変形させたものである。
【００１９】前記構成のエバポレータは、次のようにして組み立てる。
【００２０】まず、扁平チューブ２と放熱フィン３とを交互に積層し、両端部にエンドプレート１を配設する。扁平チューブ２と放熱フィン３の積層数は、車種の違いによるエバポレータのサイズに応じたものとする。このとき、扁平チューブ２の各タンク部２３が開口２４を介して連通することにより、流入タンク２５と流出タンク（図示せず）とが形成される。
【００２１】続いて、エンドプレート１に、順次、流路プレート６、接続ブロック７及びブロック・エキパン８を取り付ける。流路プレート６は、その第１開口部９の筒状突起１１をエンドプレート１の流入用開口部４に嵌合し、円弧溝１２とエンドプレート１とで流出通路を形成できるように仮固定する。また、接続ブロック７は、その流入路１３に設けた絞部１５を、エンドプレート１の流入用開口部４に嵌合した流路プレート６の第１開口部９に嵌合させると共に、流出路１４の入口を、流路プレート６の第２開口部１０に連通させた状態で仮固定する。
【００２２】その後、仮固定した各構成部品を炉内に搬入し、各接合部をろう付けする。そして、接続ブロック７にブロック・エキパン８をねじ止めすることにより、エバポレータが完成する。完成したエバポレータは、車両の熱交換サイクルに接続され、車内側空調ユニット内に配設される。
【００２３】このように、流路プレート６、接続ブロック７及びブロック・エキパン８の取付では、絞部１５を流路プレート６の筒状突起１１と共にエンドプレート１の流入用開口部４に嵌合しているので、接続ブロック７及び流路プレート６を共に簡単かつ精度よくエンドプレート１に接続することができる。また、流路プレート６に形成される第２開口部１０は、第１開口部９を中心とする同一円周上に形成された円弧溝１２に連通すれば、形成する位置は自由に変更可能である。したがって、第２開口部１０の形成位置を十分に検討しておけば、エバポレータの完成後、車両に設置する際、ブロック・エキパン８のダイヤフラム２２を確実に上方側に向かわせることが可能となる。これにより、ダイヤフラム２２が下方側に位置し、ダイヤフラム２２内に、冷媒に含まれるコンプレッサから漏れ出たオイルが滞留し、動作制御が困難となることがない。
【００２４】次に、前記構成の熱交換器の動作を説明する。
【００２５】図示しないコンプレッサの駆動により流動させる冷媒は、エバポレータで、まず、ブロック・エキパン８の第１導入通路１８に導かれ、ダイヤフラム２２の働きにより所定量が第２導入通路１９を介してエンドプレート１の第１開口部９から流入タンク２５内に流入する。冷媒は、流入タンク２５内に、第１開口部９に配設した絞部１５を介して所定の噴射角度で直接流入させることが可能である。したがって、各扁平チューブ２の流路に均等に分流される。そして、扁平チューブ２の流路を流れる間、放熱フィン３を介して外部を通過する空気と熱交換された後、流出タンク（図示せず）を介して排出流路に流出する。排出流路は、前述のように、流路断面を大きく形成されている。したがって、この部分での圧力損失は抑制されており、又、発生する通過音も小さくなる。
【００２６】なお、前記実施形態では、熱交換器としてエバポレータについて説明したが、他の熱交換器、例えば、車外側熱交換器であるコンデンサ等を前述の構成としてもよい。
【００２７】また、前記実施形態では、エンドプレート１と流路プレート６の円弧溝１２とで形成される空間を排出流路として利用したが、これを流入流路として利用することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明に係る熱交換器によれば、流路プレートによって１つの流路のみを形成できるように絞り加工を施したので、絞り深さを大きくとっても材料破れが起こらず、所望の流路断面を確保することが可能となる。したがって、圧力損失を低減して熱交換媒体の通過音の発生を抑制することが可能となる。
【００２９】また、エンドプレートと流路プレートとで形成される流路を、ブロックが接合される開口部を中心とする同心円上に形成したので、流路プレートの所望の位置に連通孔を穿設して配管を接続することができる。したがって、熱交換器を傾けて設置する等、種々の設置状態に柔軟に対応することができる。
【００３０】さらに、ブロックを流路プレートの一部と共にエンドプレートの開口部に位置決めしたので、これら各部材の位置決め精度を高めることができる。特に、流入タンクに対してブロックを高精度で位置決めできるので、個々のエバポレータにおいて、ブロックから流入タンク内に流入する熱交換媒体を所望の流動状態に維持することができる。
【００３１】さらにまた、ブロックを、エンドプレートの開口部に嵌合された部分が絞部を備えた構成としたので、流入タンク内で熱交換媒体を所望の状態で流動させることができる。したがって、流入タンクから各扁平チューブへの分流を、均等に行えるように設定することができ、熱交換性能を高めることが可能となる。また、サイズの異なるエバポレータに対し、絞り率の異なるブロックへ変更するのみで、分流の均等化が達成できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１５２８２６
【氏名又は名称】株式会社日本クライメイトシステムズ
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| 【出願日】 |
平成１１年９月２７日（１９９９．９．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２１４４
【弁理士】
【氏名又は名称】青山 葆 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−９１１８６（Ｐ２００１−９１１８６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月６日（２００１．４．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２７２１６９ |
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