JP2004340485A

JP2004340485A - 複合型熱交換器

Info

Publication number: JP2004340485A
Application number: JP2003137639A
Authority: JP
Inventors: Naohisa Kamiyama; 直久神山; Toshiharu Watanabe; 年春渡辺
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2004-12-02
Also published as: EP1477759A2; US20050006080A1; US7025128B2; EP1477759A3

Abstract

【課題】複数の熱交換器部が一体に設けられた複合型熱交換器において、高温側の熱交換器部から低温側の熱交換器部に移動する熱の伝導量を抑制する複合型熱交換器を提供する。
【解決手段】仕切壁２２〜２５及び空間部１５を境にヘッダーパイプと複数の熱交換用チューブ３８からなるコア部１３とを積層方向に分割し、この分割した一方側をオイルクーラ部１６とし、他方側をコンデンサ部１７とした複合型熱交換器である。前記空間部１５は、仕切壁２２，２３同士の略中央部に配置されている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばコンデンサ部及びオイルクーラ部等の互いに独立した複数の熱交換器部を一体に設けた複合型熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、自動車には、エンジン冷却用のラジエータや空調用のコンデンサ、オートマチック車用トランスミッションオイル冷却用のオイルクーラ（ＡＴＦクーラ）やエンジンオイル冷却用のオイルクーラ等、数々の熱交換器が配設されている。前記ラジエータとコンデンサはエンジンルーム内部の前方に個別に配置されているが、近年は、コンパクト化による設置スペースの低減及び組付工数の削減を目的として、コンデンサとオイルクーラを一体に備えた複合型熱交換器が開発されている。
【０００３】
この複合型熱交換器においては、コンデンサを流通する熱交換媒体とオイルクーラを流通するオイルとの温度差が大きいため、コンデンサとオイルクーラとの間に、熱交換媒体が流通しない疑似熱交換路用部材を配置している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１８８８０公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記複合型熱交換器にあっては、疑似熱交換路用部材の左右両側にロー付けによってフィンが接合されているため、オイルクーラを流通するオイルの熱がコンデンサを流通する熱交換媒体へ伝達され、熱交換器における熱交換効率が低下するおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、複数の熱交換器部が一体に設けられた複合型熱交換器において、高温側の熱交換器部から低温側の熱交換器部に熱伝導を抑制する複合型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】
前記請求項１に記載された複合型熱交換器は、内部に熱交換媒体が流通する熱交換用チューブとフィンとを交互に積層しつつ接合したコア部と、該コア部の両端に接続した一対のヘッダーパイプとを備え、前記ヘッダーパイプの各々に、ヘッダーパイプの内部空間を長軸方向に分割する仕切壁を形成した複合型熱交換器であって、前記仕切壁に対応する位置に配設された特定の熱交換用チューブを除去することにより、前記コア部に空間部を設け、該空間部を境に前記コア部とヘッダーパイプを積層方向に分割し、この分割した一方側を第１の熱交換器部とし、他方側を第２の熱交換器部としたことを特徴とする。
【０００８】
前記請求項２に記載された複合型熱交換器は、前記請求項１に記載された複合型熱交換器であって、前記仕切壁を各々のヘッダーパイプについて複数設け、これら複数の仕切壁同士をヘッダーパイプの長軸方向に間隔を隔てて配置する一方、これらの仕切壁同士の中間部に対応する位置に配設された特定の熱交換用チューブを除去することにより、前記コア部に空間部を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
前記請求項１に記載された複合型熱交換器によれば、仕切壁に対応する位置に配設された特定の熱交換用チューブを除去することにより、前記コア部に空間部を設けているため、第１の熱交換器部と第２の熱交換器部との間で生じる熱の流通量が大幅に減少し、熱交換器全体の熱交換性能を高く維持することができる。
【００１０】
前記請求項２に記載された複合型熱交換器によれば、複数の仕切壁同士をヘッダーパイプの長軸方向に間隔を隔てて配置しているため、ヘッダーパイプを流通する熱交換媒体同士の熱伝導も減少し、前記請求項１の熱交換器による効果を更に高めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態による複合型熱交換器１０を示す斜視図である。この図１に示すように、熱交換器１０は、上方に配設された上部ヘッダーパイプ１１と、下方に配設された下部ヘッダーパイプ１２と、これらの上部ヘッダーパイプ１１及び下部ヘッダーパイプ１２を上下に連結するコア部１３と、前記下部ヘッダーパイプ１２の側部に連結されたリキッドタンク１４とを備えている。なお、構成を明瞭にするため、図１ではフィンを省略している。また、後述するように、空間部１５よりも左側（同図のＬ側）は第１の熱交換器部であるオイルクーラ部１６に構成され、疑似熱交換路用部材１５よりも右側（同図のＲ側）は第２の熱交換器部であるコンデンサ部１７に構成されている。このコンデンサ部１７では、空調サイクル用の冷媒を冷却し、オイルクーラ部１６ではオートマチック車のトランスミッション用のオイルを冷却する。
【００１３】
前記上部ヘッダーパイプ１１は上下に近接して配置された上側パイプ１８と下側パイプ１９とから構成されており、これらの上側パイプ１８及び下側パイプ１９は複数の貫通孔２０ａ，２１ａを有するジョイント部材２０，２１を介して相互に連通されている。また、上側パイプ１８は、長手方向の途中に設けられた２枚の円盤状の仕切壁２２，２３によって塞がれている。これらの仕切壁２２，２３は互いに間隔を隔てて配置されている。下側パイプ１９にも、上側パイプ１８の仕切壁２２，２３に対応する位置とリキッドタンク１４側とに仕切壁２４〜２６が設けられており、これらの仕切壁２４，２６の間に前記ジョイント部材２０，２１が配設されている。また、前記仕切壁２４，２５も、仕切壁２２，２３と略同一寸法の間隔を隔てて配置されている。そして、下部ヘッダーパイプ１２も上部ヘッダーパイプ１１と同様に、近接した上側パイプ２７及び下側パイプ２８から構成されており、これらの上側パイプ２７及び下側パイプ２８同士を連通するジョイント部材２９〜３１や仕切壁３２〜３７が設けられている。また、前記コア部１３には、内部に熱交換用の媒体が流通する複数の熱交換用チューブ３８が上下方向に沿って並設されており、波状に形成されたフィン（図２参照）が、互いに隣接する熱交換用チューブ３８の間に配設されている。なお、前記仕切壁３２，３３及び仕切壁３６，３７も、前記仕切壁２２，２３とほぼ同一寸法の間隔を隔てて配設されている。
【００１４】
図２は、図１のＡ部を拡大した断面図である。上部ヘッダーパイプ１１を構成する上側パイプ１８と下側パイプ１９とには、前述したように、それぞれ仕切壁２２〜２５が設けられており、これら左右の仕切壁同士の略中央部に対応する下方には、熱交換用チューブ３８が廃止されることによって形成された空間部１５が設けられている。この空間部１５は、幅Ｗに構成されており、コンデンサ部１７とオイルクーラ部１６とを分割する境界部分に配置されている。また、空間部１５の幅Ｗは、熱交換用チューブ３８の径とほぼ同一寸法に設定されている。
【００１５】
さらに、図３に示すように、内部が中空に形成された熱交換用チューブ３８の外表面には、ろう材からなるクラッド層３９が形成されており、該クラッド層３９を介して熱交換用チューブ３８にフィン４０が接合されている。即ち、熱交換用チューブ３８の外表面にはろう材（例えばアルミニウム合金材）のクラッド層３９が形成され、このクラッド層３９にフィン４０の頂部４１が当接し、この状態で、熱交換器全体を加熱することにより、クラッド層３９のみを溶融してフィン４０を熱交換用チューブ３８にろう付け接合している。
【００１６】
一方、図２のＣ部を拡大した図４に示すように、空間部１５に隣接する左右両側のフィン４０，４０の頂部４１，４１は、空間部１５の幅Ｗだけ互いに間隔を隔てて配置されている。
【００１７】
本実施形態による熱交換器１０を作製する手順を簡単に説明する。
【００１８】
図５に示すように、熱交換用チューブ３８とフィン４０とを交互に積層させていき、中間部分において、断面略Ｔ字状に形成されたろう付け治具５８をフィン４０，４０同士の間に配置し、更に熱交換用チューブ３８とフィン４０とを積層させる。前記ろう付け治具５８には、厚さＷの脚部５９が設けられている。この状態で熱交換器１０全体を加熱したのち、ろう付け治具５８を除去すれば、ろう付け治具５８の脚部５９の厚さＷ分だけ、フィン４０，４０の間に間隙が生じる。なお、前記ろう付け治具５８は、ろう材のクラッド層によって接合されない治具、例えば、アルミニウム合金等以外の材質から構成されているものや、所定のコーティングを施したものを用いる。
【００１９】
次いで、本実施形態による熱交換器１０による媒体４２とオイル４３の流れを図７を用いて説明する。なお、図７においては、媒体４２等の流れを明瞭にするためにフィン４０を省略している。
【００２０】
同図に示すように、右側に配置されたコンデンサ部１７においては、上部ヘッダーパイプ１１の上側パイプ１８に流入した媒体４２は、ジョイント部材２０，２１から下側パイプ１９を介して熱交換用チューブ３８の内部を下方に流れる。こののち、下部ヘッダーパイプ１２からリキッドタンク１４を介して熱交換用チューブ３８を上方に流れたのち、上部ヘッダーパイプ１１の下側パイプ１９から空調サイクルに戻される。
【００２１】
一方、左側に配置されたオイルクーラ部１６においては、下部ヘッダーパイプ１２の上側パイプ２７から流入したオイル４３は熱交換用チューブ３８を上方に流れて上部ヘッダーパイプ１１の下側パイプ１９で折り返され、熱交換用チューブ３８を下方に流れたのち、下部ヘッダーパイプ１２の下側パイプ２８からトランスミッションに戻される。なお、前記コンデンサ部１７を流れる媒体４２の温度は約６０℃であるのに対して、オイルクーラ部１６を流れるオイル４３の温度は約１１０℃と非常に高温になっている。
【００２２】
本実施形態による熱交換器１０によれば、オイルクーラ部１６とコンデンサ部１７との間に空間部１５が設けられているため、高温のオイルクーラ部１６から比較的低温のコンデンサ部１７にほとんど熱が伝達されず、熱交換器１０全体の熱交換性能を維持することができる。
【００２３】
従来は、疑似熱交換路用部材の左右に隣接するフィンが疑似熱交換路用部材を介して互いに接合されているため、高温のオイルクーラ部から疑似熱交換路用部材を介してコンデンサ部に熱が伝達されるおそれがあったが、本実施形態によれば、オイルクーラ部１６からコンデンサ部１７への熱伝導量が大幅に低下する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による熱交換器を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ部を拡大した断面図である。
【図３】図２のＢ部を拡大した断面図である。
【図４】図２のＣ部を拡大した断面図である。
【図５】本発明の実施形態による熱交換器を作製する途中段階を示す断面図である。
【図６】図５のＤ−Ｄ線による断面図である。
【図７】本発明の実施形態による熱交換器内の媒体及びオイルの流れを示す概略図である。
【符号の説明】
１０…熱交換器
１１…上部ヘッダーパイプ
１２…下部ヘッダーパイプ
１３…コア部
１５…空間部
１６…オイルクーラ部（第１の熱交換器部）
１７…コンデンサ部（第２の熱交換器部）
２２〜２５，３２，３３，３６，３７…仕切壁
３８…熱交換用チューブ
４０…フィン

Claims

内部に熱交換媒体（４２，４３）が流通する熱交換用チューブ（３８）とフィン（４０）とを交互に積層しつつ接合したコア部（１３）と、該コア部（１３）の両端に接続した一対のヘッダーパイプ（１１，１２）とを備えた複合型熱交換器であって、
前記ヘッダーパイプ（１１，１２）の各々に、ヘッダーパイプ（１１，１２）の内部空間を長軸方向に分割する仕切壁（２２〜２５，３２，３３，３６，３７）を形成し、該仕切壁（２２〜２５，３２，３３，３６，３７）に対応する位置のコア部（１３）に空間部（１５）を設け、該空間部（１５）を境に前記コア部（１３）とヘッダーパイプ（１１，１２）を積層方向に分割し、この分割した一方側を第１の熱交換器部（１６）とし、他方側を第２の熱交換器部（１７）としたことを特徴とする複合型熱交換器。
前記ヘッダーパイプ（１１，１２）の各々について、仕切壁（２２〜２５，３２，３３，３６，３７）同士をヘッダーパイプ（１１，１２）の長軸方向に間隔を隔てて配置する一方、これらの仕切壁（２２〜２５，３２，３３，３６，３７）同士の中間部に対応する位置のコア部（１３）に前記空間部（１５）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の複合型熱交換器。