JP2001033193A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP2001033193A
JP2001033193A JP11204354A JP20435499A JP2001033193A JP 2001033193 A JP2001033193 A JP 2001033193A JP 11204354 A JP11204354 A JP 11204354A JP 20435499 A JP20435499 A JP 20435499A JP 2001033193 A JP2001033193 A JP 2001033193A
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tubes
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    • F28D1/0408—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 通風方向に対して直交するように並列に設置
した二以上の熱交換器において、風下側の熱交換器の熱
交換性能の維持を可能とする熱交換器を提供すること。 【解決手段】 通風方向の風上側乃至風下側に並列配置
された二以上の熱交換器において、通風方向の風上側に
配置された一の熱交換器のチューブ３の高さｈｃは、風
下側に配置された他の熱交換器のチューブ４の高さｈｒ
よりも小さく（ｈｃ＜ｈｒ）構成し、前記二以上の熱交
換器を共通の部材で一体的に構成している熱交換器であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、相互に用途の異な
る二以上の熱交換器を組み合わせた熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来において、例えば、車両用に用いら
れる熱交換器は、相互に異なる作用を有する二以上の熱
交換器を組み合わせた熱交換器が用いられている。
【０００３】例えば、特開平１０−３０６９９４号公報
には、エンジンのラジエータコア部と、車両用空調装置
のコンデンサコア部を一体に構成した熱交換器の発明が
開示されている。また、特開平１０−２５３２７６号公
報は、コンデンサコア部とラジエータコア部のチューブ
間に配置するフィン幅と、ルーバ枚数の比に着目し、一
体的に形成された二つの熱交換器のうち必要放熱量の小
さい熱交換器は、前記フィン幅とルーバ枚数の比が小さ
くなり、必要放熱量の大きい熱交換器は、前記必要放熱
量の小さい熱交換器よりも、フィン幅とルーバ枚数の比
が大きくなるように熱交換器を構成している。
【０００４】また、特開平１０−１７０１８４号公報
は、二つの熱交換器のチューブ間に装着されるフィンに
形成されるルーバ形状に着目し、一の熱交換器に装着す
るフィンに形成するルーバ形状と、他の熱交換器に装着
するフィンに形成するルーバの形状を異なるものとし
て、二つの熱交換器の熱交換効率の向上を図っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記公報に掲載された
発明のように、二以上の熱交換器を通風方向に対して並
列に配置した場合、例えば、二以上の熱交換器を車両に
搭載すると、通風方向に対して風上側の熱交換器に外気
の通流を阻まれるため、風下側に配置した熱交換器の熱
交換性能を維持することは困難である。
【０００６】すなわち、図４に示すように、第一の熱交
換器を構成するチューブ１３の高さｈｃ’と、第二の熱
交換器を構成するチューブ１４の高さｈｒ’が同一であ
ると、通風方向の風上側に設置された第一の熱交換器の
チューブ１３の存在により、この第一の熱交換器のチュ
ーブ１３を通過した空気は、風速が低下し、その後流側
で広がって、第二の熱交換器のチューブ１４の表面並び
にフィン６のチューブ近傍は風速低下部分となってしま
い、第二の熱交換器の熱交換性能が著しく低下するもの
である。
【０００７】また、設置スペースの制限されたエンジン
ルーム内に熱交換器を搭載するためには、第一及び第二
の熱交換器を、可能な限り近接する必要があり、加え
て、軽量化を図ることも要求されている。
【０００８】特に、通風方向に対して直交するようにチ
ューブが設置されていると、高温の媒体が通流する第二
の熱交換器のチューブ面に外気が接触せず、熱交換性能
が妨げられる。特に、第一及び第二の熱交換器を構成す
るチューブのピッチが同一であった場合、第二の熱交換
器を構成するチューブ面には、外気が通風せず、第二の
熱交換器の放熱量は著しく低くなる。
【０００９】そこで、本発明は、前記問題点に鑑みてな
されたもので、通風方向に対して直交するように並列に
設置した二以上の熱交換器において、風下側の熱交換器
の熱交換性能の維持を可能とする熱交換器を提供するこ
とを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願第１請求項に記載し
た発明は、通風方向の風上側乃至風下側に並列配置され
た二以上の熱交換器において、前記熱交換器は，複数の
チューブを積層してなるものであって、通風方向の風上
側に配置された一の熱交換器のチューブの高さは、風下
側に配置された他の熱交換器のチューブの高さよりも小
さく構成した熱交換器である。
【００１１】このように、通風方向に対して直交するよ
うに並列に二以上の熱交換器を配置する場合、風上側の
熱交換器のチューブの高さを、風下側に配置する熱交換
器のチューブの高さよりも小さくすると、前記熱交換器
のチューブ及びフィン間を通流する外気は、風上側に配
置した熱交換器のチューブに阻まれることなく、風下側
に設置した熱交換器のチューブ面を通流する。したがっ
て、高温の媒体が通流するチューブから放熱が行われ、
風下側に配置した第二の熱交換器の熱交換性能を維持で
きる。
【００１２】本願第２請求項に記載した発明は、前記請
求項１記載の発明において、前記並列配置された二以上
の各熱交換器のチューブは、チューブの積層間隔が略同
一である。
【００１３】例えば、通風方向に対して直交するように
第一の熱交換器及び第二の熱交換器が並列に設置された
場合、特に、第一の熱交換器と第二の熱交換器を構成す
るチューブの積層間隔が同一で、それぞれのチューブ高
さが同一、若しくは第一の熱交換器のチューブ高さが高
いと、通風方向風上側となる第一の熱交換器のチューブ
の存在により、この第一の熱交換器のチューブを通過し
た外気は、風速が低下し、その後流側で広がって、第二
の熱交換器のチューブの表面並びにフィンのチューブ近
傍は風速低下部分となってしまい、第二の熱交換器の熱
交換性能が著しく低下してしまう。
【００１４】本例においては、第一及び第二の熱交換器
を構成するチューブの積層間隔が略同一である場合であ
っても、第一の熱交換器を構成するチューブの高さが、
第二の熱交換器を構成するチューブの高さよりも低くな
るため、外気の通風を妨げず、外気が、第二の熱交換器
を構成するチューブ面に到達するため、第二の熱交換器
の熱交換性能を維持できる。
【００１５】本願第３請求項に記載した発明は、前記請
求項１又は２いずれか記載の発明において、前記熱交換
器を構成する前記各チューブの高さは、１．６ｍｍ未満
である。
【００１６】熱交換器を構成するチューブは、熱交換器
の熱交換効率及びその軽量化を考慮し、そのチューブ高
さが１．６ｍｍ未満となることが望ましい。とりわけ、
第一の熱交換器がコンデンサの場合は、チューブ高さが
１．３ｍｍ以下となるように寸法設定すると、熱交換効
率が更に向上し、熱交換器の小型化、軽量化が一層可能
となるものである。
【００１７】本願第４請求項に記載した発明は、前記請
求項１乃至３いずれか記載の発明において、前記並列配
置された二以上の各熱交換器の間隔は、１５ｍｍ以下で
ある。
【００１８】例えば、エンジンルーム内に第一及び第二
の熱交換器を搭載する場合、設置スペースを低減するた
め、並列に設置する第一及び第二の熱交換器は、可能な
限り近接して設けることが望ましい。一方、第一及び第
二の熱交換器を近接して配置すると、通風方向風上側に
設置した第一の熱交換器によって、第二の熱交換器に通
流する外気が妨げられてしまい、通風方向風下側に設置
した熱交換器の熱交換性能が維持できない。
【００１９】本発明のように、風上側に設置した熱交換
器を構成するチューブの高さは、風下側に設置した熱交
換器を構成するチューブの高さよりも小さく設定してい
るため、第一及び第二の熱交換器の間隔を１５ｍｍのよ
うに近接して配置した場合であっても、第二の熱交換器
の熱交換性能は維持される。
【００２０】本願第５請求項に記載した発明は、前記請
求項1乃至４いずれか記載の発明において、一の熱交換
器は、コンデンサであり、他の熱交換器はラジエータで
ある。
【００２１】すなわち、エンジンルーム内に搭載する熱
交換器は、高い熱交換性能が要求される、空調用の熱交
換サイクルを構成するコンデンサと、エンジンを冷却す
るラジエータを近接して設置する場合が多い。
【００２２】本願第６請求項に記載した発明は、前記請
求項１乃至５いずれか記載の発明において、前記二以上
の熱交換器は、共通の部材を用いて一体的に構成した。
【００２３】二以上の熱交換器は、共通部材、例えばブ
ラケットを用いて一体的に構成すると、熱交換器の軽量
化を図り、設置スペースを拡大することなく、エンジン
ルーム内等における取り付けが容易となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１は、本例の概略構成を示す斜
視図である。
【００２５】図１に示すように、本例の熱交換器は、第
一及び第二の熱交換器１，２が通風方向に対して並列に
配置されている。
【００２６】また、各熱交換器１，２は、複数のチュー
ブ３，４と放熱面積を拡大するため、前記チューブ３，
４間にフィン５，６を装着し、前記チューブ３，４及び
フィン５、６が複数段積層され、チューブ３、４の両端
部がそれぞれヘッダタンク７，８，９，１０に接続して
いる。熱交換媒体は、各ヘッダタンク７，８から各チュ
ーブ３，４間に分配されて通流し、チューブ３，４及び
フィン５，６からの放熱によって高温の媒体が低温の媒
体となるように熱交換を行っている。
【００２７】なお、図中矢印は、外気の通風方向を示し
ている。
【００２８】また、本例の第一及び第二の熱交換器１，
２は、共通の部材を用いて保持され、一体的に構成され
ている。本例では、ブラケット１５を用いて、第一及び
第二の熱交換器１，２をボルトで保持している。具体的
には、双方の熱交換器の上下の各エンドプレートに、上
下部で各二つのブラケット１５を配置し、前後方向にボ
ルトを挿通して固着している。このように第一及び第二
の熱交換器を共通の部材で一体的に構成すると、部材の
共通化により、それぞれの熱交換器に個別に設けていた
ブラケットが不要になるため、熱交換器を軽量化でき、
容易にエンジンルーム内に取り付けられる。
【００２９】本例においては、通風方向風上側に第一の
熱交換器１である車両用空調装置のコンデンサを設置
し、通風方向風下側に第二の熱交換器２であるエンジン
のラジエータを設置している。
【００３０】本例の熱交換器１，２は、第一の熱交換器
１であるコンデンサと第二の熱交換器２であるラジエー
タの間隔Ｋは、設置スペースの低減を図るため、１５ｍ
ｍである。特に、車両に搭載する場合、設置スペースを
低減することは、重要である。
【００３１】このように、第一の熱交換器１と第二の熱
交換器２の間隔が近接して設けられていると、通風方向
の風上側に設置された第一の熱交換器１によって、外気
の通風が妨げられ、第二の熱交換器２、特に、媒体が通
流するチューブ４面に外気が通流せず、所望の熱交換性
能が得られない。
【００３２】したがって、本例においては、通風方向に
対して直交するように並列に配置した第一の熱交換器１
を構成するチューブ高さｈｃを第二の熱交換器２を構成
するチューブ高さｈｒよりも小さくしている。
【００３３】すなわち、通風方向に直交して並列に配置
する第一及び第二の熱交換器を構成するチューブの高さ
は、ｈｃ＜ｈｒの関係となっている。
【００３４】図２は、チューブ３，４及びフィン５，６
を示す第一及び第二の熱交換器１，２の一部断面図であ
る。なお、図中１１，１２は、フィン５，６に形成した
ルーバである。なお、図中矢印は、外気の通風方向を示
す図である。
【００３５】また、図３は、第一及び第二の熱交換器の
チューブ高さの比と、第二の熱交換器の放熱量との関係
を示す図である。
【００３６】図３に示すように、ｈｒ／ｈｃ＞１以上、
すなわち、通風方向の風上側に設置したコンデンサのチ
ューブの高さが、通風方向の風下側に設置したラジエー
タのチューブの高さよりも小さくなると第二の熱交換器
の放熱量の比は，向上する。図３中、Ｂ点は，第一の熱
交換器のチューブ高さｈｃ’と第二の熱交換器のチュー
ブ高さｈｒ’の関係がｈｃ’＝ｈｒ’の関係にある点を
示している。
【００３７】また、図３中Ａ点は、第一及び第二の熱交
換器のチューブ３，４の高さの関係が、本例に示すｈｒ
／ｈｃ＞１の関係を示している。また、図３中Ｃ点は、
第一及び第二の熱交換器のチューブの高さの関係がｈｒ
／ｈｃ＜１の関係を示している。
【００３８】各熱交換器１，２を構成するチューブ３，
４は、熱交換性能及び熱交換器の軽量化を考慮し、各チ
ューブ３，４の高さは、１．６ｍｍ未満となることが望
ましい。とりわけ、第一の熱交換器が本例のようなコン
デンサの場合は、そのチューブ高さが１．３ｍｍ以下と
なるように寸法設定すると、熱交換効率が更に向上し、
熱交換器の小型化、軽量化が一層可能となるものであ
る。
【００３９】したがって、本例においては、基本的には
ｈｃ＜ｈｒ＜１．６ｍｍを満たすように熱交換器１，
２にチューブ３，４を形成している。
【００４０】前記不等式を満たすチューブを用いて第一
及び第二の熱交換器を形成することにより、設置スペー
スの拡大を図ることなく、第二の熱交換器の熱交換性能
を従来よりも向上できる。
【００４１】車内空調用の熱交換サイクルに用いるコン
デンサ及びエンジン冷却用のラジエータは、エンジンル
ームに通風方向に対して直交するように並列に配置され
る。
【００４２】本例のように、第一の熱交換器であるコン
デンサのチューブ高さが、第二の熱交換器であるラジエ
ータのチューブ高さよりも小さく構成されていると、第
一の熱交換器によって、第二の熱交換器の熱交換性能を
妨げることなく、要求される高い熱交換性能を得ること
ができる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、通風方
向の風上側乃至風下側に並列配置された二以上の熱交換
器において、前記熱交換器は，複数のチューブを積層し
てなるものであって、通風方向の風上側に配置された一
の熱交換器のチューブの高さは、風下側に配置された他
の熱交換器のチューブの高さよりも小さく構成した熱交
換器である。
【００４４】このように、通風方向に対して直交するよ
うに並列に二以上の熱交換器を配置する場合、風上側の
熱交換器のチューブの高さを、風下側に配置する熱交換
器のチューブの高さよりも小さくすると、前記熱交換器
のチューブ及びフィン間を通流する外気は、風上側に配
置した熱交換器のチューブに阻まれることなく、風下側
に設置した熱交換器のチューブ面を通流する。したがっ
て、高温の媒体が通流するチューブから放熱が行われ、
風下側に配置した第二の熱交換器の熱交換性能を維持で
きる。
【００４５】また、前記並列配置された二以上の各熱交
換器のチューブは、チューブの積層間隔が略同一であっ
ても、第一の熱交換器を構成するチューブの高さが、第
二の熱交換器を構成するチューブの高さよりも小さくな
るため、第二の熱交換器に対する外気の通風を妨げず、
外気が、第二の熱交換器を構成するチューブ面に到達す
るため、第二の熱交換器の熱交換性能を維持できる。
【００４６】また、前記熱交換器のチューブの高さを
１．６ｍｍ未満とすると、熱交換効率が向上し、熱交換
器の軽量化を図ることができる。とりわけ、第一の熱交
換器がコンデンサの場合は、そのチューブ高さが１．３
ｍｍ以下となるように寸法設定すると、熱交換効率が更
に向上し、熱交換器の小型化、軽量化が一層可能となる
ものである。
【００４７】また、本発明は、第二の熱交換器の熱交換
性能を維持できるため、並列に配置する熱交換器の間隔
を１５ｍｍ以下に設定でき、熱交換器の設置スペースを
低減できる。
【００４８】また、通風方向に対して直交するように並
列に配置した熱交換器は、一の熱交換器は、コンデンサ
であり、他の熱交換器はラジエータである。
【００４９】高い熱交換性能が要求される、空調用の熱
交換サイクルを構成するコンデンサと、エンジンを冷却
するラジエータであっても、要求される熱交換性能を満
たして、二つの熱交換器を並列に配置できる。
【００５０】また、前記二以上の熱交換器は、共通の部
材を用いて一体的に構成しているので、熱交換器の軽量
化が図られ、設置スペースを拡大することなく、エンジ
ンルーム内等における取り付けの容易化を図ることがで
きるものである。
【００５１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体例に係り、第一及び第二の熱交換
器の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の具体例に係り、図１の熱交換器の一部
断面を示す図である。
【図３】本発明の具体例に係り、第一及び第二の熱交換
器を構成するチューブ高さの比と第二の熱交換器の放熱
量の比の関係を示す図である。
【図４】従来例に係り、第一及び第二の熱交換器の一部
断面を示す図である。
【符号の説明】
１ 第一の熱交換器 ２ 第二の熱交換器 ３ チューブ ４ チューブ ５ フィン ６ フィン ７ ヘッダタンク ８ ヘッダタンク ９ ヘッダタンク １０ ヘッダタンク １１ ルーバ １２ ルーバ １３ チューブ １４ チューブ １５ ブラケット Ｋ 間隔 ｈｃ 第一の熱交換器のチューブの高さ ｈｒ 第二の熱交換器のチューブの高さ ｈｃ’ 第一の熱交換器のチューブの高さ ｈｒ’ 第二の熱交換器のチューブの高さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２８Ｄ 1/03 Ｆ２８Ｄ 1/03 Ｆ２８Ｆ 3/00 ３１１ Ｆ２８Ｆ 3/00 ３１１ (72)発明者 加藤 宗一 埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地 株式会社ゼクセル江南工場内 Ｆターム(参考） 3D038 AA05 AA09 AA10 AB01 AC01 AC11 AC13 AC16 AC20 3L103 AA05 AA06 AA35 BB37 CC02 CC22 CC28 DD09 DD34

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 通風方向の風上側乃至風下側に通風方向
    に対して直交するように並列配置された二以上の熱交換
    器において、 前記熱交換器は、複数のチューブを積層してなるもので
    あって、 通風方向の風上側に配置された一の熱交換器のチューブ
    の高さは、風下側に配置された他の熱交換器のチューブ
    の高さよりも小さいことを特徴とする熱交換器
  2. 【請求項２】 前記並列に配置された二以上の各熱交換
    器の各チューブは、チューブの積層間隔が略同一である
    ことを特徴とする前記請求項１記載の熱交換器。
  3. 【請求項３】 前記各チューブの高さは、１.６ｍｍ未
    満であることを特徴とする前記請求項１又は２いずれか
    記載の熱交換器。
  4. 【請求項４】 前記並列に配置された二以上の各熱交換
    器の間隔は、１５ｍｍ以下であることを特徴とする前記
    請求項１乃至３いずれか記載の熱交換器。
  5. 【請求項５】 前記熱交換器は、一の熱交換器は、コン
    デンサであり、他の熱交換器はラジエータであることを
    特徴とする前記請求項１乃至４いずれか記載の熱交換
    器。
  6. 【請求項６】 前記二以上の熱交換器は、共通の部材を
    用いて一体的に構成したことを特徴とする前記請求項１
    乃至５いずれか記載の熱交換器。
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