JP2002147992A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チューブとタンクとが別体に形成され、当該
タンクが下方側となるように配置される場合に、このタ
ンクのチューブと接続する側の表面に凝縮水が溜まり、
また表面処理のために次の処理槽に移動する際に前処理
槽の処理用液がタンク表面に残ったままとなるのを防止
する。 【解決手段】 タンク７のチューブ側面１５について、
通風方向の中央側部位を通風方向の下流側よりも高い位
置にすることで、チューブ２から当該タンク７のチュー
ブ側面１５に垂下した凝縮水が、このタンク７のチュー
ブ側面１５上を通風方向下流側に流れて当該通風方向下
流側端より下方に排出されるようにする。

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、チューブとタン
クとが別体に形成される熱交換器であって、この熱交換
器の下方側にタンクが配置されたものの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のチューブとタンクとが別体に形
成成され、前記タンクが下方側に位置する熱交換器とし
ては、特開平９−２５７３８９号公報に示されるような
片タンク型の熱交換器がある。この熱交換器について概
説すると、前記タンクは、通風方向に所定の間隔を空け
て配置された２つのタンクブロックを備えたものである
と共に、前記チューブは、内部にＵ字状の流体（熱交換
媒体）通路を有し、この流体通路の一端が前記２つのタ
ンクブロックのうち一方と連通し、流通通路の他端が前
記タンクブロックのうち他方と連通した構成となってい
る。

【０００３】一方で、近年において、環境問題等から機
能を向上させ、熱交換器の更なる小型化、軽量化が求め
られており、特に、通風方向に沿った幅をより薄くした
熱交換器が車両レイアウト上求められるようになってき
ている。このため、上述の構成の熱交換器においては、
チューブの通風方向に沿った幅を小さくする一方で、従
来と同様のタンク幅を確保するために２つのタンクブロ
ック間の間隔をなくして両者を当接させることが考えら
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに２つのタンクブロックを当接させた構造とした場合
には、タンクブロック間において、相互に当接した部位
のチューブ側に凹部が形成され、当該凹部にチューブか
ら垂下してきた凝縮水が溜まり、その結果、この凝縮水
が下流側に飛水したり、凹部周辺部位が腐食したりする
という不具合が生ずるおそれがある。

【０００５】また、酸処理、親水性処理等の表面処理を
行う工程で、複数の処理槽に順次熱交換器の組み付け体
を浸ける作業を行うのが一般的であるが、前記のように
タンクブロック間に凹部が形成されていると、当該凹部
に処理用液が溜まり、次の処理槽に前工程の処理用液が
持ち込まれて、次の処理槽内の処理用液と混合したり、
前工程の処理槽内の処理用液の量が減少し、頻繁に補充
しなければならないという不具合も考えられる。

【０００６】そこで、この発明においては、チューブと
タンクとが別体に形成され、当該タンクが下方側となる
ように配置される場合に、このタンクのチューブと接続
する側の表面に凝縮水が溜まるのを防止し、また、表面
処理の工程でこのタンクのチューブと接続する側の表面
に処理槽の処理用液が溜まるのを防止した熱交換器を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】しかして、この発明に係
る熱交換器は、チューブとフィンとを複数段交互に積層
し、前記チューブの少なくとも一方側に、このチューブ
とは別体に形成されたタンクが接続された熱交換器にお
いて、前記タンクの位置を熱交換器の下方側とすると共
に、このタンクの前記チューブと接続される面につい
て、少なくとも通風方向の下流側端が通風方向の中央側
部位よりも低い位置にあるように形成されていることを
特徴とする（請求項１）。

【０００８】このような構成にすることによって、タン
クのチューブと接続される面は、通風方向の中央側部位
が通風方向の下流側よりも高い位置にあるため、チュー
ブからタンクのチューブと接続される面のうち通風方向
の中央側から下流側の部位にかけて垂下した凝縮水は、
タンクのチューブと接続される面上を通風方向下流側に
流れて、熱交換器下方に排出されるので、タンクのチュ
ーブと接続される面のうち特に通風方向の中央から下流
側の部位において、凝縮水が溜まるのを防止することが
できる。また、各処理槽から取り出して次の処理槽へ移
動させる時に前の処理槽の処理用液がタンク表面に留ま
らないため、次の処理槽に前の処理槽の処理用液の持込
みが少なくなる。

【０００９】より具体的には、前記タンクのチューブと
接続される面について、通風方向の上流側端も通風方向
の中央側部位よりも低い位置にあるように形成されてい
る（請求項２）。このような通風方向の上流側、中央部
位、下流側の変位は、例えば、前記前記タンクのチュー
ブと接続される面について、通風方向上流側端から中央
側にかけて徐々に上昇する傾斜した平面とすると共に、
通風方向中央側端から下流側にかけて徐々に下降する傾
斜した平面とした（請求項３）ことで行われる。また、
例えば、前記前記タンクのチューブと接続される面につ
いて、通風方向上流側端から中央側にかけて徐々に上昇
する湾曲した曲面とすると共に、通風方向中央側端から
下流側にかけて徐々に下降する湾曲した曲面とした（請
求項４）ことによっても行われる。これにより、タンク
のチューブと接続される面は、通風方向の中央側部位が
通風方向の上流側よりも高い位置にあるため、チューブ
からタンクのチューブと接続される面のうち通風方向の
中央側から上流側の部位にかけて垂下した凝縮水又は当
該通風方向の中央側から上流側の部位に存する処理槽の
処理溶液は、タンクのチューブと接続される面上を通風
方向上流側に流れて、熱交換器下方に排出されるので、
タンクのチューブと接続される面は、通風方向の中央か
ら下流側の部位のみならず通風方向の中央から上流側の
部位においても、凝縮水や処理用液が溜まるのを防止す
ることができる。

【００１０】一方で、前記タンクのチューブと接続され
る面について、通風方向の上流側端が前記中央部位より
も高い位置にあるように形成されているものとしても良
い（請求項５）。このような通風方向の上流側、中央部
位、下流側の変位は、例えば、前記タンクのチューブと
接続される面について、通風方向の下流側端から上流側
端にかけて徐々に肉厚になるように形成されている（請
求項６）ことによって行われる。これにより、タンクの
チューブと接続される面は、通風方向の上流側端が最も
高く、下流側に向かうにつれて低くなるため、チューブ
からタンクのチューブと接続される面に垂下した凝縮水
又はタンクのチューブと接続される面に存する処理槽の
処理用液の全てが、タンクのチューブと接続される面上
を通風方向下流側に流れて、熱交換器下方に排出される
ので、タンクのチューブと接続される面の全体におい
て、凝縮水又は処理用液が溜まるのを防止することがで
きる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面により説明する。

【００１２】図１（ａ）（ｂ）及び（ｃ）に示される熱
交換器１は、例えば車両に用いられる両タンク型の積層
型エバポレータであり、チューブ２と、このチューブ２
と交互に複数段積層されたコルゲート状のフィン４と、
積層方向の両側に配されるエンドプレート５と、前記チ
ューブ２の長手方向一端（上方側）に設けられたタンク
６と、このタンク６とは反対側の該チューブ２の一端
（下方側）に設けられたタンク７とで構成された４パス
方式のものである。

【００１３】このうち、チューブ２は、特に図示しない
が、例えば通風方向に複数個並設されたもので、各チュ
ーブ２は、一枚のブレージングシートをロールホーミン
グ又はプレス加工により複数段に折り曲げて形成される
ことにより、内部に一の冷媒流路を有し、前記タンク
６，７にその長手方向の端部を挿着させることにより、
タンク６とタンク７とを連通させるようになっている。
尚、前記チューブ２内には冷媒の攪拌性を良くするため
に、インナーフィンが収められる構成としても、内側面
に複数のビードを形成するようにしても良い。また、こ
のチューブ２は、当該チューブ２の短手方向に沿って延
びる複数の隔壁をその内部に設けることにより、複数の
冷媒流路を備えたものとしても良い。

【００１４】また、タンク６は、積層方向の一端側に冷
媒の入口部８，出口部９が設けられていると共に、その
内部が積層方向に沿って延びる仕切り部１０と、積層方
向の中央において通風方向（前記仕切り部１０と直角方
向）に沿って延びる仕切り部１１とによって、入口部８
と連通した画室６Ａと、画室６Ｂと、出口部９と連通し
た画室６Ｃと、画室６Ｄとが画成されている。前記仕切
り部１０は、タンク６の出入口部８，９と反対側の積層
方向の端にまで達しておらず、これにより積層方向の一
端側に通風方向に冷媒が移動可能な冷媒移動部１２が構
成されている。このため、この熱交換器１では、画室６
Ｂと画室６Ｄとの全範囲で冷媒が通風方向に移動するの
ではなく、前記冷媒移動部１２において集中的に冷媒が
通風方向に移動する。

【００１５】そして、タンク７は、その内部が積層方向
側一端から他端まで積層方向に延びる仕切り部１３によ
って画室７Ａ，７Ｂが画成されている。タンク７のチュ
ーブ側面には、図４等に示すように、チューブ２の先端
部が挿入されるチューブ挿入孔１４が複数形成されてお
り、これは図示しないが先述のタンク６チューブ側面に
おいても同様である。

【００１６】以上の構成により、熱交換器１内を移動す
る冷媒は、図２に示すような４パスのフローを形成す
る。

【００１７】すなわち、入口部８からタンク６の画室６
Ａに流入した冷媒は、下流側のチューブ２と接続されて
いる部位まで仕切り部１０に沿って積層方向に移動し、
個々別々のチューブ２に流入する。そして、各下流側の
チューブ２に流入した冷媒は、画室７Ａに向かって下降
してこの画室７Ａ内で合流し、この合流した冷媒は仕切
り部１３に沿って積層方向に移動し、画室６Ｂと一端が
接続された下流側のチューブ２の下方にまで到達した
後、これらのチューブ２に流入する。

【００１８】次に、各下流側のチューブ２に流入した冷
媒は画室６Ｂに向かって上昇して、この画室６Ｂ内で合
流し、この合流した冷媒は、冷媒移動部１２まで仕切り
部１０に沿って積層方向に移動し、この冷媒移動部１２
において初めて通風方向に移動しかつこれまでの積層方
向とは反対の方向にＵターンして、画室６Ｄ内に流入す
る。

【００１９】更に、この画室６Ｄ内に流入された冷媒
は、仕切り部１０に沿って積層方向に移動し、個々別々
に上流側のチューブ２に流入する。更にまた、各上流側
のチューブ２に流入した冷媒は，画室７Ｂに向かって下
降してこの画室７Ｂ内で合流し、この合流した冷媒は仕
切り部１３に沿って積層方向に移動し、画室６Ｃと一端
が接続された上流側のチューブ２の下方にまで到達した
後、これらのチューブ２に流入する。最後に、各上流側
のチューブ２に流入した冷媒は、画室６Ｃに向かって上
昇してこの画室６Ｃ内で合流し、この合流した冷媒は、
仕切り部１０に沿って積層方向に移動して、出口部９か
ら熱交換器１の外部に流出される。

【００２０】尚、タンク６の仕切り部１１は、図３に示
すように、タンク６Ａとタンク６Ｂとを仕切る位置と、
タンク６Ｃとタンク６Ｄとを仕切る位置とが積層方向に
適宜ずれていても良い。

【００２１】ところで、前述してきたタンク７は、通風
方向に沿った側が開口した一の部材からなる筒状部を有
するもので、この筒状部は、例えば押出し成形等によっ
て形成されている。そして、タンク７のチューブ側面１
５は、通風方向の中央部が通風方向の両端に比し高い位
置にあるように、通風方向上流側端から前記中央部に向
かって徐々に上昇する傾斜した平面１５Ａと通風方向下
流側から前記中央部に向かって徐々に上昇する傾斜した
平面１５Ｂとで形成されている。

【００２２】これにより、通風方向の中央部から上流側
にかけてチューブ等から垂下した凝縮水は、傾斜した平
面１５Ａに沿ってタンク７の通風方向上流側端に流れ
て、タンク７から下方に落下し、通風方向の中央部から
下流側にかけてチューブ等から垂下した凝縮水は、傾斜
した平面１５Ｂに沿ってタンク７の通風方向下流側端に
流れて、タンク７から下方に落下する。

【００２３】但し、タンク７のチューブ側面１５は、通
風方向の中央部が通風方向の両端に比し高い位置にある
のであれば、上記図４の形状に限定されず、図５に示す
ように、通風方向両端から通風方向中央にかけて徐々に
上昇した上弦の円弧状の曲面としても良く、このような
形状によっても通風方向の中央部から上流側にかけてチ
ューブ等から垂下した凝縮水はチューブ側面１５の通風
方向上流側曲面に沿ってタンク７の通風方向上流側端に
流れて、タンク７から下方に落下し、通風方向の中央部
から下流側にかけてチューブ等から垂下した凝縮水は、
チューブ側面１５の通風方向下流側曲面に沿ってタンク
７の通風方向下流側端に流れて、タンク７から下方に落
下する。

【００２４】また、タンク７の筒状部について上記で一
の部材から構成されると説明したが必ずしもこれに限定
されず、通風方向の中央部が通風方向の両端に比し高い
位置にあるものであれば良い。すなわち、図６に示すよ
うに、チューブ側面１５を形成する略平板状の第１の部
材１６と、タンク７の両側の側周面及び仕切り部１３を
形成する略Ｗ字状の第２の部材１７との２つの部材で構
成されるものとしても良い。そして、図７に示すよう
に、チューブ側面１５を形成する略平板状の第１の部材
１６と、タンク７の上流側の側周面及び仕切り部１３の
上流側部位を形成する略Ｕ字状の第２の部材１８と、タ
ンク７の下流側の側周面及び仕切り部１３の下流側部位
を形成する略Ｕ字状の第３の部材１９との３つの部材で
構成されるものとしても良い。尚、これらの部材１６，
１７，１８，１９は、押出し成形又はプレス成形によっ
て形成される。

【００２５】更には、タンク７は、通風方向の中央部が
通風方向の両端に比し高い位置にあるのであれば、図８
に示されるように、一枚のブレージングシートをロール
ホーミング又はプレス加工により複数段に折り曲げて形
成されるものであっても良い。

【００２６】そして、図６、図７及び図８において通風
方向の中央部が通風方向の両端に比し高い位置にあるよ
うにするために、チューブ側面１５が前記傾斜した平面
１５Ａと傾斜した平面１２Ｂとで形成されたものとして
図示したが、代わりに図５に示すような傾斜した曲面で
形成されたものとしても良いことは勿論である。また、
図４から図８において、タンク７について、通風方向上
流側の画室と通風方向下流側の画室とは、仕切り部１０
を挟んで接しているものとして図示してきたが、タンク
通風方向上流側の画室と通風方向下流側の画室との間に
隙間があるもの（図示せず）であっても良い。

【００２７】一方で、タンク７のチューブ側面１５は、
通風方向の中央部が通風方向の両端に比し高くなる形状
に限定されず、図９に示すように、通風方向下流側から
通風方向上流側にかけてチューブ側面１５を徐々に上側
に向けて肉厚とすることによって、通風方向上流側が最
も高く通風方向下流側が最も低い傾斜した平面としても
良い。これにより、タンクのチューブ側面１５にチュー
ブ等から垂下した凝縮水は、その傾斜した平面に沿って
タンク７の通風方向下流側端に流れて、タンク７から下
方に落下する。尚、この傾斜した平面の代わりに傾斜し
た曲面としても良い。

【００２８】また、熱交換器１自体の構成も、４パス方
式のものに限定されず、図１０に示すように、３パス方
式のものであっても良い。ここで、タンク６は、３パス
のフローを形成するために、その内部が積層方向に延び
る仕切り部１０と、積層方向の中央部において通風方向
の下流側から通風方向に延びる仕切り部１４とに仕切ら
れて、入口部８と連通した画室６Ａと、画室６Ｂと、画
室６Ｃが画成されている。そして、タンク７は、その内
部が積層方向に延びる仕切り部１３により仕切られて、
画室７Ａと、出口部９と連通した７Ｂとが画成されてい
る。尚、熱交換器１の構成のうち図１で説明した構成と
同様のものについては同一の符号を付してその説明を省
略する。

【００２９】更には、図１１に示されるように、２パス
方式の熱交換器１であっても良い。ここで、タンク６
は、２パスのフローを形成するために、その内部が積層
方向に延びる仕切り部１０とに仕切られて、入口部８と
連通した画室６Ａと出口部９と連通した画室６Ｂとが画
成されている。そして、タンク７は、その内部が積層方
向に延びる仕切り部１３により仕切られて、画室７Ａと
画室７Ｂとが画成されているが、この仕切り部１３は、
出入口部８，９と反対側の積層方向側端まで達しておら
ず、これにより、画室７Ａから画室７Ｂへの通風方向の
冷媒の移動を許す冷媒移動部１２が形成されている。
尚、熱交換器１の構成のうち図１で説明した構成と同様
のものについては同一の符号を付してその説明を省略す
る。

【００３０】最後に、これまで両タンク型の熱交換器１
として説明してきたが必ずしもこれに限定されず、図示
しないが、下方側にのみこれまで説明したタンク７と同
様の構成のタンクがあり、このタンクと接続されるチュ
ーブは反タンク側に冷媒のＵターン部を備えた片タンク
型の熱交換器であっても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に記載の発
明によれば、タンクのチューブと接続される面につい
て、通風方向の中央側部位が通風方向の下流側よりも高
い位置とすることで、チューブからタンクのチューブと
接続される面のうち通風方向の中央側から下流側の部位
にかけて垂下した凝縮水に対し、タンクのチューブと接
続される面上を通風方向下流側に移動させ、熱交換器下
方に排出することができるので、タンクのチューブと接
続される面のうち特に通風方向の中央から下流側の部位
に凝縮水が溜まるのを防止することが可能となる。ま
た、各処理槽から取り出して次の処理槽へ移動させる時
に前の処理槽の処理用液がタンク表面に留まらないた
め、次の処理槽に前の処理槽の処理用液の持込みが少な
くなる。

【００３２】そして、請求項２、３、４に記載の発明に
よれば、更に、通風方向の中央側部位を通風方向の上流
側よりも高い位置とすることで、チューブからタンクの
チューブと接続される面のうち通風方向の中央側から上
流側の部位にかけて垂下した凝縮水又は当該通風方向の
中央側から上流側の部位に存する処理槽の処理溶液に対
し、タンクのチューブと接続される面上を通風方向上流
側に移動させ、熱交換器下方に排出させることができる
ので、タンクのチューブと接続される面は、通風方向の
中央から下流側の部位のみならず通風方向の中央から上
流側の部位においても、凝縮水や処理用液が溜まるのを
防止することが可能となる。

【００３３】また、請求項５、６に記載の発明によれ
ば、通風方向の上流側端を最も高くし下流側に向かうに
つれて低くなるようにすることで、チューブからタンク
のチューブと接続される面に垂下した凝縮水又はタンク
のチューブと接続される面に存する処理槽の処理用液の
全てに対し、タンクのチューブと接続される面上を通風
方向下流側に移動させ、熱交換器下方に排出することが
できるので、タンクのチューブと接続される面の全体に
おいて、凝縮水又は処理用液が溜まるのを防止すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、この発明が用いら
らる４パス方式の両タンク型熱交換器の構成例を示す説
明図である。

【図２】図２は、図１の熱交換器の４パスのフローを示
す説明図である。

【図３】図３は、図２の熱交換器の４パスのフローの変
形例を示す説明図である。

【図４】図４は、図１の熱交換器の下方側のタンクにつ
いて、通風方向中央部が通風方向両端側よりも高くなる
ようにチューブ側面が２つの傾斜した平面で形成されて
いることを示す説明図である。

【図５】図５は、図１の熱交換器の下方側のタンクにつ
いて、通風方向中央部が通風方向両端側よりも高くなる
ようにチューブ側面が傾斜した曲面で形成されているこ
とを示す説明図である。

【図６】図６は、図１の熱交換器の下方側のタンクにつ
いて、２つの部材で構成されていることを示す説明図で
ある。

【図７】図７は、図１の熱交換器の下方側のタンクにつ
いて、３つの部材で構成されていることを示す説明図で
ある。

【図８】図８は、図１の熱交換器の下方側のタンクにつ
いて、一枚のブレージングシートから形成されているこ
とを示す説明図である。

【図９】図９は、図１の熱交換器の下方側のタンクにつ
いて、通風方向下流側から通風方向上流側にかけて徐々
に高くなるように形成されていることを示す説明図であ
る。

【図１０】図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）は、この発明を用
いることができる３パス方式の両タンク型熱交換器の構
成例を示す説明図である。

【図１１】図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、この発明を用
いることができる２パス方式の両タンク型熱交換器の構
成例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２ チューブ ４ フィン ６ タンク ７ タンク １５ チューブ側面 １５Ａ 傾斜した平面 １５Ｂ 傾斜した平面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チューブとフィンとを複数段交互に積層
   し、前記チューブの少なくとも一方側に、このチューブ
   とは別体に形成されたタンクが接続された熱交換器にお
   いて、 前記タンクの位置を熱交換器の下方側とすると共に、こ
   のタンクの前記チューブと接続される面について、少な
   くとも通風方向の下流側端が通風方向の中央側部位より
   も低い位置にあるように形成されていることを特徴とす
   る熱交換器。
2. 【請求項２】 前記タンクのチューブと接続される面に
   ついて、通風方向の上流側端も通風方向の中央側部位よ
   りも低い位置にあるように形成されていることを特徴と
   する請求項１に記載の熱交換器。
3. 【請求項３】 前記前記タンクのチューブと接続される
   面について、通風方向上流側端から中央側にかけて徐々
   に上昇する傾斜した平面とすると共に、通風方向中央側
   端から下流側にかけて徐々に下降する傾斜した平面とし
   たことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
4. 【請求項４】 前記前記タンクのチューブと接続される
   面について、通風方向上流側端から中央側にかけて徐々
   に上昇する湾曲した曲面とすると共に、通風方向中央側
   端から下流側にかけて徐々に下降する湾曲した曲面とし
   たことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
5. 【請求項５】 前記タンクのチューブと接続される面に
   ついて、通風方向の上流側端が前記中央部位よりも高い
   位置にあるように形成されていることを特徴とする請求
   項１に記載の熱交換器。
6. 【請求項６】 前記タンクのチューブと接続される面に
   ついて、通風方向の下流側端から上流側端にかけて徐々
   に肉厚になるように形成されていることを特徴とする請
   求項５に記載の熱交換器。