JP2007178053A

JP2007178053A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2007178053A
Application number: JP2005376449A
Authority: JP
Inventors: Jinichi Hiyama; 仁一檜山
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-07-12
Also published as: US20070209787A1; CN1991285A; CN100585317C; EP1804015A1

Abstract

【課題】車両搭載スペースが台形形状である場合に、車両搭載スペースに対する熱交換効率の向上を図ることができる熱交換器を提供する。
【解決手段】積層配置された複数のチューブ２と、複数のチューブ２の一端側に設けられ、内部にリターン用タンク室１２が形成された一側ヘッダタンク部４と、複数のチューブ２の他端側に設けられ、内部に入口側タンク室１４と出口側タンク室１５が形成された他側ヘッダタンク部５と、他側ヘッダタンク部５に設けられた入口側配管接続部１８及び出口側配管接続部１９とを備えた熱交換器１において、他側ヘッダタンク部５には、チューブ２の長手方向の直交方向に対して同じ向きに傾斜する傾斜部１６、１７を２箇所に設け、この各傾斜部１６，１７に入口側配管接続部１８と出口側配管接続部１９をそれぞれ設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車に搭載される場合等のように限られたスペースに収容される熱交換器に関する。

この種の従来の熱交換器としては、特許文献１に開示されたものがある。この熱交換器１００は、図２に示すように、積層配置された複数のチューブ１０１と、この隣接するチューブ１０１間にそれぞれ介在された複数のフィン１０２と、複数のチューブ１０１の一端側に設けられ、内部にリターン用タンク室１０３ａが形成された一方のヘッダタンク部１０３と、複数のチューブ１０１の他端側に設けられ、内部に入口側タンク室１０４ａと出口側タンク室１０４ｂが形成された他方のヘッダタンク部１０４と、他方のヘッダタンク部１０４に設けられ、入口側タンク室１０４ａに冷却水を導くための入口側配管接続部１０５と、他方のヘッダタンク部１０４に設けられ、出口側タンク室１０４ｂの冷却水を排出するための出口側配管接続部１０６とを備えている。入口側配管接続部１０５及び出口側配管接続部１０６には、エンジンのウオータージャケット（図示せず）に接続される入口パイプと出口パイプがそれぞれ接続される。

上記構成において、入口パイプより入口側タンク室１０４ａに流入した冷却水（温水）は、入口側タンク室１０４ａに開口するチューブ１０１内を通過してリターン用タンク室１０３ａに流入し、その後に、出口側タンク室１０４ｂに開口するチューブ１０１内を通過して出口側タンク室１０４ｂに入り、出口パイプより排出する。チューブ２内を通過する冷却水（温水）とチューブ２の外周を通過する空気との間で熱交換が行われることによって空気が加熱される。

ところで、熱交換器１００は、車載される場合には自動車内の限られた車両搭載スペースに配置する必要がある。そして、車両搭載スペースＳが台形形状の場合には図３に示すように配置されることになる。
特開平５−３４０９０号公報

しかしながら、従来の熱交換器１００では、熱交換器１００の側方より入口パイプ１０７と出口パイプ１０８が大きく突出した状態で配置せざるを得ないため、台形形状の車両搭載スペースＳの最奥長さＬに対して熱交換器１００の幅Ｗが小さいものしか配置することができない。従って、車両搭載スペースＳに対する熱交換効率が悪いという問題がある。

そこで、本発明は、車両搭載スペースが台形形状である場合に、車両搭載スペースに対する熱交換効率の向上を図ることができる熱交換器を提供することを目的とする。

上記目的を達成する請求項１の発明は、積層配置された複数のチューブと、これら複数のチューブの一端側に設けられ、内部にリターン用タンク室が形成された一側ヘッダタンク部と、当該複数のチューブの他端側に設けられ、内部に入口側タンク室と出口側タンク室が該チューブの積層方向に隣合って形成された他側ヘッダタンク部と、この他側ヘッダタンク部に設けられ、該入口側タンク室に外部から流体を導く入口側配管接続部と、該他側ヘッダタンク部に設けられ、該出口側タンク室の外部へ流体を排出する出口側配管接続部とを備えた熱交換器において、前記他側ヘッダタンク部には、前記チューブの長手方向に対して斜めに、且つ同じ向きに傾斜する傾斜部を２箇所に設け、これら傾斜部のそれぞれに前記入口側配管接続部と前記出口側配管接続部をそれぞれ設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の熱交換器であって、前記入口側タンク室に開口し、往路側流路となる前記チューブの数をＢ１とし、前記出口側タンク室に開口し、復路側流路となる前記チューブの数をＢ２とすると、Ｂ１＞Ｂ２に設定されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、入口パイプと出口パイプが熱交換器の側方に大きく突出しない状態で配置することができるため、台形状の車両搭載スペースの最奥長さとほぼ同じ幅の熱交換器を配置することができる。従って、車両搭載スペースに対する熱交換効率の向上を図ることができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、往路側のチューブ内には外部熱交換媒体と温度差のある流体が流れ、復路側のチューブ内には外部熱交換媒体と温度差の少ない流体が流れることになり、熱交換効率の高い流体の流速が遅く、熱交換効率の低い流体の流速が速くなる。従って、往路と復路で同じ流速で流れる場合に較べて熱交換効率の向上になる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る熱交換器の設置状態を示す一部破断正面図である。図１に示すように、自動車内には、上方から下方に向かって徐々に幅狭になる台形形状の車両搭載スペースＳが設けられている。この車両搭載スペースＳに車両暖房用の熱交換器１が収容されている。

熱交換器１は、上下方向に積層配置された複数のチューブ２と、この隣接するチューブ２間にそれぞれ介在された複数のフィン３と、複数のチューブ２の両端に設けられた一対のヘッダタンク部４，５とを備えている。チューブ２、フィン３、ヘッダタンク部４，５のに材は、熱伝導性の高い例えばアルミニューム材にて形成される。

各ヘッダタンク部４，５は、各チューブ２の端部が挿入されたヘッダプレート１０ａ，１０ｂと、このヘッダプレート１０ａ，１０ｂに被せられたヘッダカバー１１ａ，１１ｂとを備えている。一側ヘッダタンク部４内には、ヘッダプレート１０ａとヘッダカバー１１ａに囲まれて内部にリターン用タンク室１２が形成されている。リターン用タンク室１２には全てのチューブ２の流路が連通されている。

他側ヘッダタンク部５内には、ヘッダプレート１０ｂとヘッダカバー１１ｂに囲まれ、且つ、仕切板１３で仕切られることによって入口側タンク室１４と出口側タンク室１５が形成されている。入口側タンク室１４はチューブ積層方向の下方位置に、出口側タンク室１５はチューブ積層方向の上方位置に隣合ってそれぞれ配置されている。入口側タンク室１４には下方側に積層配置されたチューブ２の流路が連通されている。出口側タンク室１５には、上方側に積層配置されたチューブ２の流路が連通されている。仕切板１３の位置は、入口側タンク室１４に開口し、往路側流路となるチューブ２の数をＢ１とし、出口側タンク室１５に開口し、復路側流路となるチューブ２の数をＢ２とすると、Ｂ１＞Ｂ２になる位置に設定されている。なお、全チューブ２の通路は、熱交換器送風通過方向（図１の紙面に垂直方向）に同一幅で形成されている。

又、他側ヘッダタンク部５のヘッダカバー１１ｂは、２つの山形形状を有する形態をなし、各山形形状の上方に向かって傾斜し、且つ、平行な傾斜部１６，１７に入口側配管接続部１８と出口側配管接続部１９がそれぞれ設けられている。入口側配管接続部１８内は入口側タンク室１４に開口し、入口側配管接続部１８には入口パイプ２０が接続されている。入口パイプ２０の他端側はエンジンのウオータージャケット（図示せず）に接続され、エンジンによって温めされた冷却水が供給される。出口側配管接続部１９内は出口側タンク室１５に開口し、出口側配管接続部１９には出口パイプ２１が接続されている。出口パイプ２１の他端側はエンジンのウオータージャケット（図示せず）に接続され、熱交換器１によって冷却された冷却水が排出される。

上記構成において、入口パイプ２０より入口側タンク室１４に流入した冷却水（温水）は、入口側タンク室１４に開口するチューブ２内を通過してリターン用タンク室１２に流入し、その後に、出口側タンク室１５に開口するチューブ２内を通過して出口側タンク室１５に入り、出口パイプ２１より排出する。チューブ２内を通過する冷却水とチューブ２の外周を通過する外部熱交換媒体である空気との間で熱交換が行われることによって空気が加熱され、この加熱された空気が車室内の暖房に供される。

上記熱交換器１では、入口パイプ２０と出口パイプ２１が熱交換器１の側方より大きく突出しない状態で配置することができるため、台形形状の車両搭載スペースＳの最奥長さＬとほぼ同じ幅Ｗの熱交換器１を配置することができる。従って、車両搭載スペースＳに対する熱交換効率の向上を図ることができる。

この実施形態では、入口側タンク室１４に開口し、往路側流路となるチューブ２の数をＢ１とし、出口側タンク室１５に開口し、復路側流路となるチューブ２の数をＢ２とすると、Ｂ１＞Ｂ２に設定されたので、往路側のチューブ２内には空気と温度差のある冷却水が流れ、復路側のチューブ２内には空気と温度差の少ない冷却水が流れることになり、熱交換効率の高い冷却水の流速が遅く、熱交換効率の低い冷却水の流速が速くなる。従って、往路と復路で同じ流速で流れる場合に較べて熱交換効率の向上になる。

この実施形態では、入口側タンク室１４が下方に、出口側タンク室１５が上方に位置するように設定されたので、チューブ２の流路等で発生したエアーが冷却水と共に出口側タンク室１５に導かれると、そのエアーが出口側タンク室１５の上方で滞留することなく出口側配管接続部１９内より出口パイプ２１へと導かれるため、エアー抜け性が良い。

尚、この実施形態では、熱交換器１が自動車内の台形状の車両搭載スペースＳに収容される場合を説明したが、自動車以外の台形状の車両搭載スペースに収容される場合にも本発明は適用可能である。

本発明の一実施形態に係る熱交換器の設置状態を示す一部破断正面図である。従来の熱交換器の断面図である。従来の熱交換器の設置状態を示す図である。

符号の説明

１熱交換器
２チューブ
４一側ヘッダタンク部
５他側ヘッダタンク部
１２リターン用タンク室
１４入口側タンク室
１５出口側タンク室
１６，１７傾斜部
１８入口側配管接続部
１９出口側配管接続部
２０入口パイプ
２１出口パイプ
Ｓ車載搭載スペース
Ｌ車載搭載スペースの最奥長さ
Ｗ熱交換器の幅

Claims

積層配置された複数のチューブ（２）と、
これら複数のチューブ（２）の一端側に設けられ、内部にリターン用タンク室（１２）が形成された一側ヘッダタンク部（４）と、
当該複数のチューブ（２）の他端側に設けられ、内部に入口側タンク室（１４）と出口側タンク室（１５）が該チューブの積層方向に隣合って形成された他側ヘッダタンク部（５）と、
この他側ヘッダタンク部（５）に設けられ、該入口側タンク室（１４）に外部から流体を導く入口側配管接続部（１８）と、
該他側ヘッダタンク部（５）に設けられ、該出口側タンク室（１５）の外部へ流体を排出する出口側配管接続部（１９）とを備えた熱交換器（１）において、
前記他側ヘッダタンク部（５）には、前記チューブ（２）の長手方向に対して斜めに、且つ同じ向きに傾斜する傾斜部（１６）、（１７）を２箇所に設け、これら傾斜部（１６），（１７）のそれぞれに前記入口側配管接続部（１８）と前記出口側配管接続部（１９）をそれぞれ設けたことを特徴とする熱交換器（１）。
請求項１記載の熱交換器（１）であって、
前記入口側タンク室（１４）に開口し、往路側流路となる前記チューブ（２）の数をＢ１とし、
前記出口側タンク室（１５）に開口し、復路側流路となる前記チューブ（２）の数をＢ２とすると、
Ｂ１＞Ｂ２に設定されたことを特徴とする熱交換器（１）。