JP2001033188A - 積層型熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブロック型膨張弁を積層型熱交換器の縦方向
で最も上方であるタンク上方に設けることにある。 【解決手段】 積層型熱交換器を構成する多数のチュー
ブエレメントの所望のチューブエレメントのタンクに第
１の接続孔を形成する。そしてこのチューブエレメント
から離れた他の所望のチューブエレメントのタンクを他
のタンクよりも大きく形成する。この大きいタンクに第
２の接続孔を開ける。また、２つの出入口穴を開けた接
続ブロックを設ける。この接続ブロックの出入口穴の一
方を前記第１の接続孔に接続する。他方を接続パイプを
介して大きいタンクの第２の接続孔に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば車両用空
調装置のエバポレータやヒータコア等に用いられる積層
型熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、積層型の熱交換器、例えばエバポ
レータにあっては、多数のチューブエレメントがフィン
を介在して積層されて構成され、適宜のチューブエレメ
ントの２つに形成の出入口パイプ接続部に長い出入口パ
イプが接続され、冷媒がこの出入口パイプを通ってエバ
ポレータに導入され、内部で熱交換して蒸発し、ガス化
された冷媒は再びエバポレータから流出されるものであ
る。この出入口パイプには、一方に膨張弁が取付けら
れ、エンジンルーム側のレイアウト等からエバポレータ
の前面に引き回され、端部にコンプレッサ側の配管に接
続されるコネクタを有していた。

【０００３】近年、エバポレータの積層方向側一端に、
冷媒の出入口パイプを集めたものが開発されて用いられ
ている。例えば、特開平７−２７００８９号公報に示す
ように、積層型の熱交換器の一方のエンドプレート側方
に往路又は復路となるタンクのそれぞれに連通の供給通
路と排出通路を設け、この供給通路と排出通路とに膨張
弁接続用のプレートが一体又は別体の短い出入口パイプ
を接続して、この膨張弁接続用プレートを介してブロッ
ク型の膨張弁が接続されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のような従来のエ
バポレータの構成にあって、前者においては、膨張弁の
設置の自由度は広いものの部品点数が多いためにコスト
高となる欠点を有しているし、また後者においては、部
品点数が少なくなる安価であるが、エバポレータと膨張
弁との相対的位置がエバポレータの積層方向一端に限定
されてしまうために、車載が困難な場合があった。例え
ば、上方に膨張弁を配置したい場合には、今までのエバ
ポレータの積層方向一端にある膨張弁では、エバポレー
タ自体を９０度回転して配し、チューブエレメントを横
方向にして配置することが考えられるが、このように配
置すると冷媒の流れが不自然となり、採用しがたいもの
があった。

【０００５】そこで、この発明は後者の不都合を解決
し、膨張弁の接続用ブロックの積層型熱交換器への取付
位置の拡大のみならず、その取付角度を自由に選択でき
るようにした積層型熱交換器を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の積層型熱交換
器は、少なくとも一端にタンクと、このタンクに熱交換
媒体通路を有するチューブエレメントを複数段積層して
形成された積層型熱交換器において、前記積層型熱交換
器の所望のチューブエレメントのタンクに第１の接続孔
を形成し、このチューブエレメントから離れた他の所望
のチューブエレメントのタンクを他のタンクよりも大き
く形成して、この大きいタンクに第２の接続孔を開ける
と共に、２つの出入口穴を穿った接続ブロックを設け、
この接続ブロックの出入口穴の一方を前記タンクの第１
の接続孔に接続し、他方を接続パイプを介して前記大き
いタンクの第２の接続孔に接続したことにある（請求項
１）。

【０００７】これにより、熱交換器の縦方向で最も上方
に膨張弁接続用の接続ブロックを配することができると
共に、積層方向でチューブエレメントの数の大小により
第１及び第２の接続孔への取付けが接続パイプの長手方
向を調節することで対応できる。また、ろう付時に積層
方向の収縮を接続パイプが出入口穴の挿入方向で収縮し
て対応できる。

【０００８】また、接続用ブロックに形成の出入口穴に
アダプタを付加して前記タンクに形成の第１の接続孔に
挿入したことにある（請求項２）。このため、積層型熱
交換器のタンクの第１の接続孔に対し、アダプタの介在
で膨張弁接続用の接続用ブロックが確実位置決めがで
き、容易に接続されるものである。

【０００９】更に、この発明の積層型熱交換器は、少な
くとも一端にタンクと、このタンクに冷媒通路を有する
チューブエレメントを複数段積層して形成された積層型
熱交換器において、前記積層型熱交換器の所望するチュ
ーブエレメントのタンクを他のタンクよりも大きく形成
して、この大きいタンクに第２の接続孔を開け、このチ
ューブエレメントから離れた他の所望のチューブエレメ
ントのタンクを他のタンクよりも大きく形成して、この
大きいタンクに第３の接続孔を前記第２の接続孔に対向
するように開けると共に、２つの出入口穴を穿った接続
ブロックを設け、この接続ブロックの出入口穴の一方を
前記第２又は第３の接続孔の一方に、他方を第２又は第
３の接続孔の他方に接続パイプを介して接続したことに
ある（請求項３）。

【００１０】これにより、膨張弁接続用ブロックを熱交
換器の縦方向で最も上方に配することができると共に、
接続ブロックが一方の出入口穴と、他方の出入口穴でそ
の穴内に挿入される接続パイプを支点として回動でき、
方向性を任意にしたろう付角度を得ることができるもの
である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１２】図１乃至図３において、この発明の第１の
実施の形態が示され、積層型熱交換器（エバポレータ）
１は例えば４パスの熱交換器で、チューブエレメント２
を主に他のチューブエレメント２ａ，２ｂを加えてコル
ゲート状のフィン３と交互に積層して組み立て、炉中ろ
う付により一体化され、上方に一対のタンク４，５によ
る並設のタンク群が、下方にこのタンク４，５群を接続
する熱交換媒体通路７群が構成されている。

【００１３】チューブエレメント２は、成形プレート
８，８を２枚最中合わせに接合して構成され、前述のよ
うにタンク４と熱交換媒体通路７が形成されている。こ
のチューブエレメント２を構成する成形プレート８は矩
形状のもので、その長手方向の一端側に連通孔１０，１
０を有する一対のタンク形成用凹部１１，１１が膨張形
成され、該タンク形成用凹部１１，１１の間に上方から
下方に向けて突条１２が形成され、該突条１２の周縁に
タンク形成用凹部１１，１１に通じる略Ｕ字状の熱交換
媒体通路形成用凹部１３が膨張形成されている。

【００１４】上記構成の成形プレート８，８を枚最中合
わせに接合してチューブエレメント２が構成され、その
一端側には対峙するタンク部形成用凹部１１，１１によ
って一対のタンク４，５が構成されると共に、内部には
対峙する熱交換媒体通路形成用凹部１３，１３によって
略Ｕ字状の熱交換媒体通路７が構成され、該熱交換媒体
通路７は、タンク４，５を連通している。

【００１５】また、他のチューブエレメント２ａは、前
述のチューブエレメント２と同様に２枚の成形プレート
８ａ，８ａとより成るが、この成形プレート８ａ，８ａ
のタンク形成用凹部１１ａ，１１ａの反熱交換媒体通路
形成用凹部側に円弧状溝１４，１４が形成されている。
この円弧状溝１４，１４が接合されると、図４に示すよ
うにタンク４ａに円形状の第１の接続孔１５が形成され
るものである。その他の部分については、前記チューブ
エレメント２と同様であり、同一の番号を付して説明を
省略する。

【００１６】更に、他のチューブエレメント２ｂは、前
述のチューブエレメント２と同様に２枚の成形プレート
８ｂ，８ｂとより成るが、この成形プレート８ｂ，８ｂ
のタンク形成用凹部１１ｂ，１１ｂが反熱交換媒体通路
形成用凹部側に２倍ほど長く延出形成されて大きなタン
ク４ｂとなっている。

【００１７】この大きなタンク４ｂの一方のタンク形成
用凹部１１ｂに第２の接続孔１７が形成されている。こ
のチューブエレメント２ｂも他の部分については前記チ
ューブエレメント２と同様であり、同一の番号を付して
説明を省略する。

【００１８】接続ブロック２０は、横長の直方体で、図
２に２点鎖線として示すブロック型の膨張弁２６が取付
けられているものであり、膨張弁に対応して内部に入口
穴２１と出口穴２２とが穿設されている。この入口穴２
１は、熱交換媒体（冷媒）が流入されるもので、平面開
口部２１ａから側面開口部２１ｂへ折れて形成され、側
面開口部２１ｂには、下記する接続パイプ２３が挿入さ
れる。

【００１９】また、出口穴２２は熱交換媒体（冷媒）が
流出されるもので、底面開口部２２ａから平面開口部２
２ｂに直線状の穴となっている。底面開口部２２ａは組
立時に前記第１の接続孔１５と接続される。

【００２０】接続パイプ２３は直線状のもので、一端が
前記接続用ブロック２０の入口穴２１の側面開口部２１
ｂに挿入され、他端が前記チューブエレメント２ｂのタ
ンク４ｂの第２の接続孔１７に挿入される。

【００２１】上述の構成にあって、積層型熱交換器１を
製造するには、チューブエレメント２を主に他のチュー
ブエレメント２ａ，２ｂを個々１つを適宜な位置に配す
るように積層して組み立てると共に、前記した接続ブロ
ック２０をタンク４群側に配置し、前記出口穴２２の底
面開口部２２ａを前記タンク４ａの第１の接続孔１５に
接合し、更に接続パイプ２３の一端を入口穴２１に、他
端を前記タンク４ｂの第２の接続孔２１ｂに挿入して組
み立て、治具で固定し、炉中に入れられる。

【００２２】炉内で加熱されると、チューブエレメント
２，２ａ，２ｂの外面にクラッドされたろう材が溶け
て、各チューブエレメント、フィン３及び接続用ブロッ
ク２０が接合され、更に接続パイプ２３がその外面にク
ラッドされたろう材が溶けて接続ブロック２０及びタン
ク４に接続される。

【００２３】炉中ろう付時にあって積層型熱交換器１
は、積層方向に収縮されるが、この接続パイプ２３の取
付けも積層型熱交換器１の収縮寸法と同等入口穴２１の
挿入方向へ移動される。また、必要とする冷房能力によ
り、熱交換器のチューブエレメントの枚数を変化させて
も接続用ブロック２０は共用できる利点を持つし、更に
接続用ブロック２０の取付け位置も自由に配置でき、設
計自由度が増大するものである。

【００２４】図５において、接続用ブロック２０がアダ
プタ２８を介在して積層型熱交換器１のタンク４群に取
付けられるものである。このアダプタ２８は、外面にろ
う材がクラッドされたアルミニウム合金から成り、孔２
９が形成され、該孔２９はその一方がブロック２０の出
口穴２２の底面開口部２２ａに整合し、他方が突出孔と
なってタンク４ａに形成の第１の接続孔１５に挿入され
て連通されている。このアダプタ２８を介することで、
位置決めやろう付性を向上させることができる。

【００２５】図６、図７において、この発明の第２の実
施の形態が示されている。この例では、ブロック型の膨
張弁と接続する接続ブロック２０ａが回動し、もって平
面部（ブロック型の膨張弁との接続面）２４の方向を適
宜変化できるものである。この作用効果を得るため、接
続ブロック２ａの構成と積層型熱交換器１の構成が変更
される。

【００２６】即ち、接続ブロック２０では、入口穴２１
及び出口穴２２が平面部２４から側面部２７ａ，２７ｂ
とに互いに反対方向へ穿たれ、側面２７ｂ側の出口穴２
２の側面開口部２２ｂは突出孔２２ｂ′となっている。
そして、側面２７ａ側の入口穴２１の側面開口部２１ｂ
は、前記した実施の形態と同様に接続パイプ２３が挿入
され、この接続パイプ２３が挿入される側面開口部２１
ｂの中心線と前記側面開口部２２ｂの中心線が同一とな
っている。なお、接続パイプ２３の他端側は、第１の実
施の形態と同様な形状で、図３に示したチューブエレメ
ント２ｂの大きなタンク４ｂに形成の第２の接続孔１７
に挿入されている。

【００２７】また、積層型熱交換器１は、チューブエレ
メント２を主にチューブエレメント２ｂを加えてフィン
３とを交互に積層し、更に前記チューブエレメント２ｂ
と同様な構成の大きなタンク４ｃを有するチューブエレ
メント２ｃを設けている。このチューブエレメント２ｃ
が設けられている位置は、この例では左側端にあるが、
これに限定されない。このチューブエレメント２ｃのタ
ンク４ｃには、第３の接続孔３１が形成され、前記第２
の接続孔１７と対向した位置にある。この第３の接続孔
３１には前記した出口穴２２の側面開口部２２ｂの突出
孔２２ｂ′が挿入されている。

【００２８】このように、接続ブロック２０ａは、接続
パイプ２３及び側面開口部２２ｂの突出孔２２ｂ′にて
保持され、底面部２５はタンクに接触せず、両部材（接
続パイプ３３と出口穴２２の側面開口部２２ｂの突出部
２２ｂ′）を支点として図７に示すように回動されるも
のである。これにより、接続ブロック２０ａに取付けら
れるブロック型膨張弁２６をエンジンルームとの仕切壁
３２に形成の穴３３からエンジンルーム内へ突出させる
ことができる。この場合に適切なろう付角度を予め選択
して接続ブロック２０ａはろう付されている。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、膨張
弁接続用の接続ブロックを熱交換器の縦方向で最も上方
に配置することができた。また積層方向でチューブエレ
メントの数の大小による冷却能力の変更にも、第１及び
第２の接続孔への接続ブロックの取付けが接続パイプの
長手方向を調整することで対応できるものである（請求
項１）。また、ろう付時に積層方向の収縮を接続パイプ
が出入口穴へ挿入方向の移動で対応できるものである
（請求項１）。

【００３０】アダプタを接続ブロックに形成の出入口穴
に付加して積層型熱交換器の第１の接続孔に確実に且つ
ろう付ができるものである（請求項２）。

【００３１】更に、膨張弁接続用の接続ブロックを熱交
換器の縦方向で最も上方に配することができた。また、
接続ブロックが一方の出入口穴と他方の出入口穴でその
穴内に挿入される接続パイプを支点として回動でき、方
向性を任意にしたろう付角度を得ることができる利点を
有している（請求項３）。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態を示す斜視図であ
る。

【図２】同上の要部の左側部分の拡大断面図である。

【図３】同上の要部で右側部分の拡大断面図で、図２と
は一つの図となるものである。

【図４】同上の積層型熱交換器のタンクに形成の第１の
接続孔付近の斜視図である。

【図５】同上の発明にあって、アダプタを付加した要部
の左側部分の拡大断面図である。

【図６】この発明の第２の実施の形態を示す要部で、左
側部分の断面図である。

【図７】同上の接続ブロックが側面開口部を支点として
回動して方向性を任意にしたろう付角度を得る説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 積層型熱交換器 ２ チューブエレメント ２ａ チューブエレメント ２ｂ チューブエレメント ２ｃ チューブエレメント ３ フィン ４ タンク ４ａ 大きなタンク ４ｂ 大きなタンク ８ 成形プレート ８ａ 成形プレート ８ｂ 成形プレート ８ｃ 成形プレート １１ タンク形成用凹部 １１ａ タンク形成用凹部 １１ｂ タンク形成用凹部 １５ 第１の接続孔 １７ 第２の接続孔 ２０ 接続ブロック ２０ａ 接続ブロック ２１ 入口穴 ２２ 出口穴 ２３ 接続パイプ ２６ ブロック型膨張弁 ２８ アダプタ ３１ 第３の接続孔 ３２ 仕切壁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一端にタンクと、このタンク
   に熱交換媒体通路を有するチューブエレメントを複数段
   積層して形成された積層型熱交換器において、 前記積層型熱交換器の所望のチューブエレメントのタン
   クに第１の接続孔を形成し、このチューブエレメントか
   ら離れた他の所望のチューブエレメントのタンクを他の
   タンクよりも大きく形成して、この大きいタンクに第２
   の接続孔を開けると共に、２つの出入口穴を穿った接続
   ブロックを設け、この接続ブロックの出入口穴の一方を
   前記タンクの第１の接続孔に接続し、他方を接続パイプ
   を介して前記大きいタンクの第２の接続孔に接続したこ
   とを特徴とする積層型熱交換器。
2. 【請求項２】 前記接続ブロックに形成の出入口穴にア
   ダプタを付加して前記タンクに形成の第１の接続孔に挿
   入したことを特徴とする請求項１記載の積層型熱交換
   器。
3. 【請求項３】 少なくとも一端にタンクと、このタンク
   に冷媒通路を有するチューブエレメントを複数段積層し
   て形成された積層型熱交換器において、 前記積層型熱交換器の所望するチューブエレメントのタ
   ンクを他のタンクよりも大きく形成して、この大きいタ
   ンクに第２の接続孔を開け、このチューブエレメントか
   ら離れた他の所望のチューブエレメントのタンクを他の
   タンクよりも大きく形成して、この大きいタンクに第３
   の接続孔を前記第２の接続孔に対向するように開けると
   共に、２つの出入口穴を穿った接続ブロックを設け、こ
   の接続ブロックの出入口穴の一方を前記第２又は第３の
   接続孔の一方に、他方を第２又は第３の接続孔の他方に
   接続パイプを介して接続したことを特徴とする積層型熱
   交換器。