JP2004156867A

JP2004156867A - 複式熱交換器

Info

Publication number: JP2004156867A
Application number: JP2002324118A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Matsuura; 悟志松浦
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2022-11-07
Also published as: JP4029718B2

Abstract

【課題】容易に対応でき、且つ両者間の熱移動を更に低減可能とする複式熱交換器を提供する。
【解決手段】複数積層される第１チューブ１１１を有し、外部空気および第１チューブ１１１内を流通する第１流体間で熱交換を行う第１コア部１１０と、複数積層される第２チューブ２１１を有し、外部空気および第２チューブ２１１内を流通する第２流体間で熱交換を行う第２コア部２１０とを有し、第１チューブ１１１および第２チューブ２１１の長手方向が同一となるように、且つ、第１コア部１１０および第２コア部２１０が外部空気の流れ方向に対して直列となるように配設される複式熱交換器において、第１コア部１１０および第２コア部２１０の外方領域で互いに近接し合う部位１４０、２３０の間に低熱伝導率の弾性部材３００を介在させる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン冷却用のラジエータコア部および空調装置用のコンデンサコア部等の複数のコア部を一体で組付けた複式熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の複式熱交換器として、特許文献１に示されるように、空気の流れ方向にコンデンサコア部とラジエータコア部とが直列に配設され、一方のヘッダタンクには、他方のヘッダタンクに向けて突出し他方のヘッダタンクに接触する突起部が形成されたものが知られている。
【０００３】
これにより、ろう付け時においてヘッダタンクが傾くのを防止し、比較的広範囲に渡ってヘッダタンクが互いに接触するのを防止するようにしている。即ち、通常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の熱移動を抑制して、コンデンサコア部の熱交換能力の低下を抑制するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３１１４９７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヘッダタンクに突起部を設けるようにしているので、ヘッダタンクを形成する型構造の複雑化やヘッダタンク自身の組付け工数増加を招く。また、広範囲に渡って互いのヘッダタンクが接触しないようにするものの、突起部自身は相手側ヘッダタンクに接触するので、この接触面積に応じた熱移動が残る。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、容易に対応でき、且つ両者間の熱移動を更に低減可能とする複式熱交換器を提供することにある。
【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、以下の技術的手段を採用する。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、複数積層される第１チューブ（１１１）を有し、外部空気および第１チューブ（１１１）内を流通する第１流体間で熱交換を行う第１コア部（１１０）と、複数積層される第２チューブ（２１１）を有し、外部空気および第２チューブ（２１１）内を流通する第２流体間で熱交換を行う第２コア部（２１０）とを有し、第１チューブ（１１１）および第２チューブ（２１１）の長手方向が同一となるように、且つ、第１コア部（１１０）および第２コア部（２１０）が外部空気の流れ方向に対して直列となるように配設される複式熱交換器において、第１コア部（１１０）および第２コア部（２１０）の外方領域で互いに近接し合う部位（１４０、２３０）の間には、低熱伝導率の弾性部材（３００）が介在されたことを特徴としている。
【０００９】
これにより、互いに近接し合う部位（１４０、２３０）は、弾性部材（３００）によって直接接触することが無くなり、且つ弾性部材（３００）は低熱伝導率のため、互いに近接し合う部位（１４０、２３０）間の熱の移動が防止され、低温側のコア部（１１０）の熱交換能力の低下を防止できる。そして、弾性部材（３００）を介在させるのみであるので容易に対応が可能である。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、弾性部材（３００）は、互いに近接し合う部位（１４０、２３０）のそれぞれの表面に共に接着されていることを特徴としている。
【００１１】
これにより、弾性部材（３００）と互いに近接し合う部位（１４０、２３０）の接着表面との間に外部からの水等がしみ込むことを防止でき、接着表面の耐食性低下を防止することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、弾性部材（３００）は、互いに近接し合う部位（１４０、２３０）の中間位置で分割されていることを特徴としている。
【００１３】
これにより、両コア部（１１０、２１０）間に例えば振動負荷による相対動きが生じても、接着部に応力がかかることがないので、弾性部材（３００）の剥がれを防止できる。
【００１４】
更に、請求項４に記載の発明では、弾性部材（３００）は、互いに近接し合う部位（１４０、２３０）に沿って離散的に設けられたことを特徴としている。
【００１５】
これにより、互いに近接し合う部位（１４０、２３０）における弾性部材（３００）による圧縮反力を不要に増加させることが無いので、両コア部（１１０、２１０）の組付けが容易になる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、第１コア部（１１０）は、第１流体としての冷凍サイクル内の冷媒を液化凝縮する凝縮コア部（１１０）であり、第２コア部（２１０）は、第２流体としてのエンジンの冷却水を冷却する冷却コア部（２１０）であり、凝縮コア部（１１０）に接続される第１タンク（１３０）の反コア部側には、冷媒を溜めて気液分離する受液器（１４０）が設けられており、互いに近接する部位（１４０、２３０）は、受液器（１４０）および冷却コア部（２１０）に接続される第２タンク（２３０）であることを特徴としており、特にろう付け時において組付けのバラツキを大きく伴う受液器（１４０）と対向する側の第２タンク（２３０）との間に弾性部材（３００）を介在させて好適である。
【００１７】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１、図２に示す。本発明にかかる複式熱交換器１０は、車両用空調装置の冷媒（第１流体）を凝縮するコンデンサ１００と車両用エンジンの冷却水（第２流体）を冷却するラジエータ２００とを取付けブラケット４００を介してボルト５００により締結して、一体の熱交換器として形成したものである。
【００１９】
コンデンサ１００は、凝縮コア部（本発明の第１コア部に対応し、以下、コア部と呼ぶ）１１０と左右のヘッダタンク（第１タンク）１２０、１３０とから成る。
【００２０】
コア部２１０は、押出し加工により成形されたチューブ（第１チューブ）１１１と薄肉のコイル材より波形に成形されたフィン１１２とが上下方向に交互に積層され、最外方のフィン１１２の上下に補強部材としてのコンデンササイドプレート（以下、サイドプレート）１１３が設けられたものである。この上下のサイドプレート１１３は、それぞれ側壁１１３ａを有する断面コの字状を成しており、側壁１１３ａには後述する取付けブラケット４００を取付けるためのボルト穴１１３ｂが複数設けられている。
【００２１】
左ヘッダタンク１２０、右ヘッダタンク１３０は押出し加工により略円筒状に形成されたものである。両ヘッダタンク１２０、１３０のコア部１１０と対向する側の面には、図示しないチューブ穴が複数設けられており、コア部１１０の複数のチューブ１１１の左右の端部が嵌入し、複数のチューブ１１１の内部と両ヘッダタンク１２０、１３０の内部とが連通するようにしている。
【００２２】
尚、両ヘッダタンク１２０、１３０は、上記押出し加工品に限らず、プレス加工によって断面が半円形状に形成されたタンクプレートを組み合わせて円筒状にしたものとしても良い。
【００２３】
そして、左ヘッダタンク１２０の上側および下側には冷媒が流入、流出する入口ジョイント１２１、出口ジョイント１２２が設けられており、またこの両ジョイント１２１、１２２の間には左ヘッダタンク１２０内の空間を分割するセパレータ（図示せず）が配設されている。
【００２４】
また、右ヘッダタンク１３０の反コア部側には、押出し加工により形成され、凝縮された冷媒を内部に溜め、気液二相に分離する円筒状の受液器１４０が設けられており、右ヘッダタンク１３０内部と連通している。即ち、右ヘッダタンク１３０内にも、上記左ヘッダタンク１２０内のセパレータと上下方向が同一の位置に同様のセパレータ（図示せず）が設けられており、このセパレータによって分割される右ヘッダタンク１３０内の上側空間と下側空間とがそれぞれ受液器１４０内部と連通するようにしている。
【００２５】
以上の各部材は、アルミニウム材あるいはアルミニウム合金材より成り、上記のように組付けられた後に一体でろう付けされ、コンデンサ１００として形成される。
【００２６】
入口ジョイント１２１から流入する冷媒は、左ヘッダタンク１２０の上側空間から右ヘッダタンク１３０の上側空間に向かい、両上側空間に対応するチューブ１１１群においてフィン１１２の放熱促進効果を得て凝縮される。そして、受液器１４０内に流入し、気液二相に分離され、液冷媒のみがＵターンするように右ヘッダタンク１３０の下側空間から左ヘッダタンク１２０の下側空間に向かい、両下側空間に対応するチューブ１１１群で更に過冷却され、出口ジョイント１２２から流出されるようにしている。
【００２７】
次に、ラジエータ２００について説明する。ラジエータ２００も上記コンデンサ１００と同様の構造を有しており、冷却コア部（本発明の第２コア部に対応し、以下、コア部と呼ぶ）２１０と左右のタンク（第２タンク）２２０、２３０とから成る。
【００２８】
コア部１１０は、チューブ（第２チューブ）２１１とフィン２１２とが上下方向に交互に積層され、最外方のフィン２１２の上下にラジエータサイドプレート（以下、サイドプレート）２１３が設けられたものである。尚、チューブ２１１は、ここでは薄肉のコイル材からローラ加工により断面偏平状に形成されるようにしている。
【００２９】
この上下のサイドプレート２１３は、それぞれ反コア部側に開口する断面コの字状を成しており、２つの側壁２１３ａを有している。そして、この側壁２１３ａには、後述する取付けブラケット４００を取付けるためのボルト穴２１３ｂが複数設けられるようにしている。
【００３０】
左タンク２２０、右タンク２３０は、薄板材を折り曲げ成形して箱状にしたものである。両タンク２２０、２３０のコア部２１０と対向する側の面に設けられた複数のチューブ穴（図示せず）にコア部２１０の各チューブ２１１の左右の端部が嵌入し、複数のチューブ２１１の内部と両タンク２２０、２３０の内部とが連通するようにしている。
【００３１】
そして、両タンク２２０、２３０において、コンデンサ１００の反対側（外部空気流れ下流側）となる壁面には、それぞれ内部と連通するパイプ（図示せず）が設けられている。
【００３２】
以上の各部材は、アルミニウム材あるいはアルミニウム合金材より成り、上記のように組付けられた後に一体でろう付けされ、ラジエータ２００として形成される。
【００３３】
エンジンから流出する冷却水は、一方のパイプからコア部２１０のチューブ２１１内を流通し、他方のパイプから流出するようにしており、チューブ２１１内を流通する際に、フィン２１２によって放熱が促進され、冷却されるようにしている。
【００３４】
このように形成されたコンデンサ１００およびラジエータ２００は、両チューブ１１１、２１１の長手方向が同一となるように、且つ、両コア部１１０、２１０が外部空気の流れ方向に対して直列となるように、車両側との取付け部と成るピン部４１０を有する取付けブラケット４００を介して、ボルト穴１１３ｂ、２１３ｂに挿入されるボルト５００によって互いに連結固定され、複式熱交換器１０を形成している。
【００３５】
そして、両サイドプレート１１３、２１３が上側および下側となるようにして、また、コンデンサ１００がラジエータ２００の前方（空気流れの上流側）となるようにピン部４１０を介して車両のエンジンルーム前方に搭載されるようにしている。
【００３６】
次に、本発明の要部について説明する。両コア部１１０、２１０の外方となる領域で互いに近接し合う部位、即ちここでは、ろう付け時における組付けバラツキが最も大きく生ずるコンデンサ１００の受液器１４０とラジエータ２００の右タンク２３０との間（隙間）に、弾性部材としてのパッキン３００を介在させている。
【００３７】
パッキン３００は、低熱伝導性を有するウレタン材より成り、受液器１４０および右タンク２３０の互いに対向する表面にそれぞれ設けられ（分割されている）、その表面に接着されている。そして、コンデンサ１００およびラジエータ２００が組み付けられたときに、両パッキン３００の反接着側が互いに圧縮されて当接し合うようにしている。また、パッキン３００は、受液器１４０と右タンク２３０との隙間に沿って離散的（ここでは、３ヶ所）に設けられるようにしている。
【００３８】
これにより、互いに近接し合う受液器１４０と右タンク２３０は、パッキン３００によって直接接触することが無くなり、且つパッキン３００は低熱伝導率のため、受液器１４０と右タンク２３０間の熱の移動が防止され、通常低温側となるコンデンサ１００のコア部１１０の熱交換能力の低下を防止できる。具体的には、熱移動によって受液器１４０が高温となって内部圧力が上昇することで、凝縮された冷媒がコア部１１０に滞るのを防止でき、冷媒凝縮能力の低下を防止できる。
【００３９】
ここでは、上記機能を持たせるためにパッキン３００を介在させるのみであるので容易に対応が可能である。また、パッキン３００を受液器１４０と右タンク２３０との隙間に沿って離散的に設けているので、両者間におけるパッキン３００の圧縮反力を不要に増加させることが無く、コンデンサ１００およびラジエータ２００の組付けが容易になる。
【００４０】
尚、ここではパッキン３００を受液器１４０および右タンク２３０のそれぞれの表面に共に接着することで、パッキン３００と接着表面との間に外部からの水等がしみ込むことを防止でき、接着表面の耐食性低下を防止することができる。
【００４１】
また、パッキン３００を分割して受液器１４０および右タンク２３０のそれぞれに接着しているので、コンデンサ１００およびラジエータ２００間に例えば車両の振動負荷による相対動きが生じても、接着部に応力がかかることが無く、パッキン３００の剥がれを防止できる。
【００４２】
（その他の実施形態）
コンデンサ１００が受液器１４０を有さない場合や、コンデンサ１００とラジエータ２００の両コア部１１０、２１０の外方領域で互いに近接し合う部位が、左ヘッダタンク１２０と左タンク２２０あるいは右ヘッダタンク１３０と右タンク２３０である場合は、各タンク１２０、２２０、１３０、２３０間にパッキン３００を介在するようにしても良い。
【００４３】
また、パッキン３００は分割されたものに限らず、対向する２面でそれぞれコンデンサ１００側およびラジエータ２００側に接着される一体のものとしても良い。
【００４４】
また、パッキン３００の材質はウレタン材に限らず、低熱伝導で弾性を有するものであれば、他のゴム材等としても良い。
【００４５】
更に、パッキン３００は、コンデンサ１００とラジエータ２００の組付け時における圧縮反力に応じて、両コア部１１０、２１０の外方領域で互いに近接する部位に沿って連続的に設けるようにしても良い。これによれば、コンデンサ１００とラジエータ２００間の隙間を塞いで外部空気の洩れを防止するダクト効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における複式熱交換機の全体構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１におけるＡ方向からの矢視図である。
【符号の説明】
１０複式熱交換器
１１０凝縮コア部（第１コア部）
１１１チューブ（第１チューブ）
１３０右ヘッダタンク（第１タンク）
１４０受液器（近接部位）
２１０冷却コア部（第２コア部）
２１１チューブ（第２チューブ）
２３０右タンク（近接部位、第２タンク）
３００パッキン（弾性部材）

Claims

複数積層される第１チューブ（１１１）を有し、外部空気および前記第１チューブ（１１１）内を流通する第１流体間で熱交換を行う第１コア部（１１０）と、
複数積層される第２チューブ（２１１）を有し、前記外部空気および前記第２チューブ（２１１）内を流通する第２流体間で熱交換を行う第２コア部（２１０）とを有し、
前記第１チューブ（１１１）および前記第２チューブ（２１１）の長手方向が同一となるように、且つ、前記第１コア部（１１０）および前記第２コア部（２１０）が前記外部空気の流れ方向に対して直列となるように配設される複式熱交換器において、
前記第１コア部（１１０）および前記第２コア部（２１０）の外方領域で互いに近接し合う部位（１４０、２３０）の間には、低熱伝導率の弾性部材（３００）が介在されたことを特徴とする複式熱交換器。
前記弾性部材（３００）は、前記互いに近接し合う部位（１４０、２３０）のそれぞれの表面に共に接着されていることを特徴とする請求項１に記載の複式熱交換器。
前記弾性部材（３００）は、前記互いに近接し合う部位（１４０、２３０）の中間位置で分割されていることを特徴とする請求項２に記載の複式熱交換器。
前記弾性部材（３００）は、前記互いに近接し合う部位（１４０、２３０）に沿って離散的に設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の複式熱交換器。
前記第１コア部（１１０）は、前記第１流体としての冷凍サイクル内の冷媒を液化凝縮する凝縮コア部（１１０）であり、
前記第２コア部（２１０）は、前記第２流体としてのエンジンの冷却水を冷却する冷却コア部（２１０）であり、
前記凝縮コア部（１１０）に接続される第１タンク（１３０）の反コア部側には、前記冷媒を溜めて気液分離する受液器（１４０）が設けられており、
前記互いに近接する部位（１４０、２３０）は、前記受液器（１４０）および前記冷却コア部（２１０）に接続される第２タンク（２３０）であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の複式熱交換器。