JP2007333311A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】配管継手部の設置スペース効率が良く、しかも、配管接続用の部品点数・部品コストを削減できる熱交換器を提供する。
【解決手段】外部を流れる流体との間で熱交換を行うコア部２と、コア部２の両端に配置された一対のタンク部３，４とを備え、一方のタンク部３に仕切壁５によって分割された入口タンク室６及び出口タンク室７が構成された熱交換器１Ａに、一方のタンク部６には、仕切壁５を境とする入口タンク室６及び出口タンク室７の双方に臨む位置に配置され、且つ、入口及び出口タンク室６，７にそれぞれ連通する継手流路１３，１４を内部に有する配管継手部１０を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部を流れる熱交換媒体と外部を流れる流体との間で熱交換を行う熱交換器に関する。

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１５に示すように、外部を流れる流体（例えば空気）との間で熱交換を行うコア部１０１と、このコア部１０１の両側に配置された一対のタンク部１０２，１０３とを備えている。コア部１０１は、積層された複数のチューブ１０１ａと、隣接するチューブ１０１ａ間に介在された複数の伝熱フィン１０１ｂとを備えている。一方のタンク部１０２内には仕切壁１０４によって入口タンク室（図示せず）と出口タンク室（図示せず）が形成されている。他方のタンク部１０３内には折り返しタンク室（図示せず）が形成されている。入口タンク室（図示せず）と出口タンク室（図示せず）には配管継手部１０５，１０６がそれぞれ接続され、この各配管継手部１０５，１０６を介して供給側配管（図示せず）と排出側配管（図示せず）がそれぞれ接続される。

上記構成において、供給側配管（図示せず）を介して入口タンク室（図示せず）に熱交換媒体が供給され、この供給された熱交換媒体がコア部１０１のチューブ１０１ａ内を折り返しタンク室（図示せず）を利用して折り返すように流れて出口タンク室（図示せず）に戻り、この戻された熱交換媒体が排出側配管（図示せず）より排出される。そして、コア部１０１内を熱交換媒体が流れる過程にあって、コア部１０１の外部を流れる流体（例えば空気）と熱交換（吸熱、放熱）を行うものである。

上記従来例にあっては、一方のタンク部１０２に入口用及び出口用の配管継手部１０５，１０６が集中設置されているため、配管接続作業性が良い。

尚、上記従来例と同様な構成は、特許文献２や特許文献３にも開示されている。
特開平５−１５７７４８４号公報 特開２００１−３５５９８７号公報 実開昭５８−４６９８７３５５９８７号公報

しかしながら、従来の熱交換器１００では、入口タンク室（図示せず）と出口タンク室（図示せず）のそれぞれに配管継手部１０５，１０６を設ける必要があるため、配管継手部１０５，１０６の設置スペース効率、ひいては熱交換器１００の設置スペース効率が悪いという問題がある。又、配管継手部１０５，１０６と供給側配管（図示せず）及び排出側配管（図示せず）とを接続する接続部品も２組必要であり、部品点数が増大し、部品コストがかかるという問題がある。

そこで、本発明は、配管継手部の設置スペース効率が良く、しかも、配管接続用の部品点数・部品コストを削減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、内部を流れる熱媒体と外部を流れる流体との間で熱交換を行うコア部と、このコア部の両端に配置された一対のタンク部とを備え、これら一対のタンク部の少なくともいずれか一方側に仕切壁によって分割された複数のタンク室が構成された熱交換器において、複数の前記タンク室が構成された前記タンク部の前記仕切壁を境とする２つの前記タンク室に臨む位置に、前記各タンク室にそれぞれ連通する継手流路を内部に有する配管継手部が設けられ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、前記仕切壁を境とする２つの前記タンク室は、入口タンク室と出口タンク室であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の熱交換器であって、前記配管継手部は、２つの前記継手流路の間にスリットを有し、このスリットに前記タンク部内の前記仕切壁が挿入されたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１又は請求項２記載の熱交換器であって、前記配管継手部に前記仕切壁が一体に設けられたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の熱交換器であって、前記配管継手部に供給側配管と排出側配管とが一体に形成された多孔管が接続されたことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の熱交換器であって、前記一対のタンク部の双方に前記仕切壁によって分割された第１熱交換部用のタンク室と第２熱交換部用のタンク室がそれぞれ構成され、且つ、前記コア部は、前記仕切壁に対応する位置で第１熱交換部と第２熱交換部に分割されており、前記一対のタンク部の双方に前記配管継手部が設けられたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、２つのタンク室に対して１つの配管継手部を設ければ良いため、配管継手部の設置スペース効率が良く、しかも、配管接続用の部品点数・部品コストを削減できる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、１つの配管継手部によって供給側配管と排出側配管の接続が可能である。従って、２パス方式の熱交換器に利用して好適である。

請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明の効果に加え、配管継手部の先端面が双方のタンク室の奥まで挿入できるため、配管継手部とタンク部との接続が信頼性のある構造となる。

請求項４の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明の効果に加え、タンク部の構成を簡略化できる。

請求項５の発明によれば、請求項１〜請求項４の発明の効果に加え、多孔管を用いることで供給側配管と排出側配管の設置スペース効率が良く、しかも、配管接続作業の簡略化になる。

請求項６の発明によれば、請求項１〜請求項５の発明の効果に加え、１つの配管継手部によって第１熱交換部と第２熱交換部の供給側配管と排出側配管の片方の接続が可能である。従って、第１熱交換部と第２熱交換部から成る複合式の熱交換器に利用して好適である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５は本発明の第１実施形態を示し、図１は熱交換器の一部切欠斜視図、図２は配管継手部周辺の要部拡大断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は配管継手部の斜視図、図５は図４のＢ−Ｂ線断面図である。

図１に示すように、熱交換器１Ａは、内部を流れる熱媒体（例えば冷媒、エンジン冷却水など）と外部を流れる流体（例えば空気など）との間で熱交換を行うコア部２と、このコア部２の内部と連通しつつ、コア部２の両側に配置された一対のタンク部３，４とを備えている。コア部２は、積層された複数のチューブ２ａと、隣接するチューブ２ａ間に介在された複数の伝熱フィン２ｂとを備えている。一方のタンク部３内で、且つ、中央位置には仕切壁５が配置されている。この仕切壁５によってタンク部３内には入口タンク室６と出口タンク室７が形成されている。他方のタンク部４内には折り返しタンク室（図示せず）が形成されている。

一方のタンク部３には、仕切壁５とその近傍の入口タンク室６と出口タンク室７を臨む位置に継手用の円孔８（図２及び図３）が形成されている。この円孔８を利用して配管継手部１０が一方のタンク部３に固定されている。

この配管継手部１０は、図２〜図５に示すように、円筒状の外筒部１１と、外筒部１１の内部に間隔を置いて平行に設けられた一対の分離壁１２，１２とから構成されている。外筒部１１内には、この一対の分離壁１２，１２によって２つの略半円状の継手流路１３，１４が形成されている。外筒部１１の先端側で、且つ、一対の分離壁１２，１２の間には、スリット１５が形成されている。配管継手部１０の先端側は、このスリット１５にタンク部３内の仕切壁５を挿入することによってタンク部３内の奥まで挿入されている。

供給側配管１６及び排出側配管１７は、その先端部が配管継手部１０の各継手流路１３，１４とほぼ同寸法の半円形状に形成されている。そして、供給側配管１６と排出側配管１７の各先端部は、配管継手部１０の各継手流路１３，１４に挿入された状態でそれぞれ結合されている。尚、図２において、２０は車両パネル、２１はグロメットである。

上記構成において、供給側配管１６より配管継手部１０を介して入口タンク室６に熱交換媒体が供給され、この供給された熱交換媒体がコア部２のチューブ２ａ内を折り返しタンク室（図示せず）を利用して折り返すように流れて出口タンク室７に戻り、この戻された熱交換媒体が配管継手部１０を介して排出側配管１８より排出される。そして、コア部２のチューブ２ａ内を熱媒体が流れる際に、チューブ２ａの外部を流れる流体（例えば空気）と熱交換（吸熱、放熱）を行う。

以上、本発明では、入口及び出口タンク室６，７が構成されたタンク部３には、仕切壁５を境とする入口及び出口タンク室６，７に臨む位置に配置され、且つ、各入口及び出口タンク室６，７にそれぞれ連通する継手流路１３，１４を内部に有する配管継手部１０が設けられた。従って、入口及び出口タンク室６，７に対して１つの配管継手部１０を設ければ良いため、配管継手部１０の設置スペース効率が良く、しかも、配管接続用の部品点数・部品コストを削減できる。

この第１実施形態では、仕切壁５によって仕切られるタンク室が入口タンク室６と出口タンク室７であるので、１つの配管継手部１０によって供給側配管１６と排出側配管１７の接続が可能である。従って、上記第１実施形態のように、２パス方式の熱交換器１Ａに利用して好適である。

この第１実施形態では、配管継手部１０は、２つの継手流路１３，１４の間にスリット１５を有し、このスリット１５にタンク部３内の仕切壁５を挿入した状態でタンク部３に固定されている。従って、配管継手部１０の先端面が入口及び出口タンク室６，７の奥まで挿入されるため、配管継手部１０とタンク部３との接続が信頼性のある構造となる。

図６は本発明の第２実施形態に係る熱交換器の斜視図である。図６に示すように、この第２実施形態の熱交換器１Ｂは、前記第１実施形態のものと比較するに、一方のタンク部３内には長手方向の直交方向を二等分に仕切る仕切壁２２が配置され、この仕切壁２２によって分割された入口タンク室（図示せず）と出口タンク室（図示せず）が形成されている。又、コア部２のチューブ２ａも、内部の流路が仕切壁（図示せず）によって２つに分割されている。つまり、この第２実施形態の熱交換器１Ｂは、第１実施形態のものと同様に２パス方式であるが、そのパス経路が相違する。

他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、同一構成箇所には同一符号を付してその説明を省略する。

この第２実施形態にあっても、前記第１実施形態と同様に、入口及び出口タンク室（図示せず，図示せず）に対して１つの配管継手部１０を設ければ良いため、配管継手部１０の設置スペース効率が良く、しかも、配管接続用の部品点数・部品コストを削減できる。

図７は本発明の第３実施形態に係る熱交換器の概略正面図である。図７に示すように、この第３実施形態の熱交換器１Ｃは、前記第１実施形態のものと比較するに、一方のタンク部３内を仕切る仕切壁５が端部近くに配置されている。つまり、コア部２の熱交換媒体の往路スペースが大きく、復路スペースが小さく設定されている。

他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、同一構成箇所には同一符号を付してその説明を省略する。

この第３実施形態にあっても、前記第１実施形態と同様に、入口及び出口タンク室（図示せず，図示せず）に対して１つの配管継手部１０を設ければ良いため、配管継手部１０の設置スペース効率が良く、しかも、配管接続用の部品点数・部品コストを削減できる。

この第３実施形態では、配管継手部１０を熱交換器１Ｃの端部に配置することができる。

図８は本発明の第４実施形態に係る熱交換器の概略正面図である。図８に示すように、この第４実施形態の熱交換器１Ｄは、前記第１実施形態のものと比較するに、一方のタンク部３内の端部近くに仕切壁５が配置されており、この仕切壁５によって分割された入口タンク室（図示せず）と出口タンク室（図示せず）が形成されている。配管継手部３０の先端側は、タンク部３の側端面より入口タンク室（図示せず）に挿入された状態で固定されている。そして、配管継手部３０の一方の継手流路１３は、入口タンク室（図示せず）を兼用し、他方の継手流路１４は仕切壁５の孔より出口タンク室（図示せず）に連通されている。つまり、第１実施形態と同様に２パス方式であるが、コア部２の熱交換媒体の往路スペースが小さく、復路スペースが大きく設定されている。

他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、同一構成箇所には同一符号を付してその説明を省略する。

この第４実施形態にあっても、前記第１実施形態と同様に、入口及び出口タンク室（図示せず，図示せず）に対して１つの配管継手部３０を設ければ良いため、配管継手部３０の設置スペース効率が良く、しかも、配管接続用の部品点数・部品コストを削減できる。

この第４実施形態では、配管継手部１０を熱交換器１Ｅの端部で、且つ、第３実施形態とは異なる向きに配置したものである。

図９及び図１０は本発明の第５実施形態を示し、図９は熱交換器の概略斜視図、図１０は熱交換器の概略正面図である。図９及び図１０に示すように、この第５実施形態の熱交換器１Ｅは、前記第１実施形態のものと比較するに、一対のタンク部３，４の双方に仕切壁５，５′によって分割された第１熱交換部２Ａ用のタンク室３Ａ，４Ａと第２熱交換部２Ｂ用のタンク室３Ｂ，４Ｂがそれぞれ構成されている。コア部２は、仕切壁５，５′に対応する位置で第１熱交換部２Ａと第２熱交換部２Ｂに分割されている。又、一対のタンク部３，４の双方には、配管継手部１０，１０がそれぞれ設けられている。各配管継手部１０，１０の構成は、前記第１実施形態のものと同一であるため、説明を省略する。

この第５実施形態では、一方の配管継手部１０によって第１熱交換部２Ａと第２熱交換部２Ｂの供給側配管（図示せず）と排出側配管（図示せず）の片方の接続が可能である。従って、この第５実施形態のように、第１熱交換部２Ａと第２熱交換部２Ｂから成る複合式の熱交換器１Ｅに利用して好適である。

この第５実施形態では、第１熱交換側と第２熱交換側の熱交換媒体の流出入方向が互いに逆向きに設定されているが、同じ向きに設定しても良い。この場合には、一方の配管継手部１０は、第１及び第２熱交換側の入口タンク室（又は出口タンク室）に接続することになり、他方の配管継手部１０は、第１及び第２熱交換側の出口タンク室（又は入口タンク室））に接続することになる。

図１１及び図１２は配管継手部の変形例を示し、図１１は配管継手部の斜視図、図１２は図１１のＣ−Ｃ線断面図である。図１１及び図１２に示すように、配管継手部３１は、円筒状の外筒部３１ａと、外筒部３１ａ内を２つの継手流路３２，３３に分離する分離壁３１ｂと、この分離壁３１ｂより一体に突設された仕切壁３１ｃとから構成されている。配管継手部３１を熱交換器のタンク部（図示せず）に取り付けると、仕切壁３１ｃによってタンク部（図示せず）内が仕切られて２つのタンク室が形成される。

この変形例では、配管継手部３１を使用するため、予めタンク部（図示せず）内を仕切壁で仕切る必要がないため、タンク部（図示せず）の構成を簡略化できる。

図１３は第１実施形態の配管継手部に接続する配管の変形例である。前記第１実施形態では、配管継手部１０にそれぞれ単管である供給側配管１６と排出側配管１７が接続されていたが、図１３に示すように、この変形例では配管継手部１０に供給側配管と排出側配管とが一体に形成された多孔管３４が接続されている。多孔管３４内には、分離壁３４ａによって供給側流路３４ｂと排出側流路３４ｃが形成されている。多孔管３４の先端接続部にはスリット３４ｄが形成されている。多孔管３４は、そのスリット３４ｄに配管継手部１０の一対の分離壁１２，１２を挟持するよう挿入することによって配管継手部１０に接続する。

この変形例では、配管継手部１０に前記多孔管３４を接続するため、供給側配管と排出側配管の設置スペース効率が良く、しかも、配管接続作業の簡略化になる。

図１４は変形例の配管継手部３１に接続する配管の変形例である。図１４に示すように、変形例（図１１及び図１２）の配管継手部３１には供給側配管と排出側配管とが一体に形成された多孔管３５が接続されている。多孔管３５内には、分離壁３５ａによって供給側流路３５ｂと排出側流路３５ｃが形成されている。多孔管３５の先端接続部の外径は、配管継手部３１のほぼ内径に設定されている。多孔管３５の先端接続部は、双方の分離壁３５ａ，３１ｂを位置合わせしつつ配管継手部３１内に挿入することによって配管継手部３１に接続される。

この変形例では、配管継手部３１に多孔管３５を接続するため、供給側配管と排出側配管の設置スペース効率が良く、しかも、配管接続作業の簡略化になる。

尚、前記第１〜第４実施形態では、２パス方式の熱交換器１Ａ〜１Ｄに本発明を適用した場合を説明したが、４パス方式、６パス方式等の熱交換器に同様に適用できることはもちろんである。

尚、前記第５実施形態では、コア部２が第１熱交換部２Ａと第２熱交換部２Ｂとから成るものに適用した場合を示したが、熱交換部の個数が３個以上のものにも適用可能である。

本発明の第１実施形態を示し、熱交換器の一部切欠斜視図である。 本発明の第１実施形態を示し、配管継手部周辺の要部拡大断面図である。 本発明の第１実施形態を示し、図２のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第１実施形態を示し、配管継手部の斜視図である。 本発明の第１実施形態を示し、図４のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の第２実施形態を示し、熱交換器の斜視図である。 本発明の第３実施形態を示し、熱交換器の概略正面図である。 本発明の第４実施形態を示し、熱交換器の概略正面図である。 本発明の第５実施形態を示し、熱交換器の概略斜視図である。 本発明の第５実施形態を示し、熱交換器の概略正面図である。 配管継手部の変形例の斜視図である。 図１１のＣ−Ｃ線断面図である。 第１実施形態の配管継手部とこれに接続する多孔管の斜視図である。 変形例の配管継手部とこれに接続する多孔管の斜視図である。 従来例の熱交換器の正面図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｅ 熱交換器
２ コア部
２Ａ 第１熱交換部
２Ｂ 第２熱交換部
３，４ タンク部
３Ａ，４Ａ 第１熱交換部用タンク室
３Ｂ，４Ｂ 第２熱交換部用タンク室
５，５′ 仕切壁
６ 入口タンク室（タンク室）
７ 出口タンク室（タンク室）
１０ 配管継手部
１３，１４ 継手流路
１５ スリット
２２ 仕切壁
３０，３１ 配管継手部
３１ｃ 仕切壁
３２，３３ 継手流路
３４，３５ 多孔管

Claims (6)

1. 内部を流れる熱媒体と外部を流れる流体との間で熱交換を行うコア部（２）と、このコア部（２）の両端に配置された一対のタンク部（３，４）とを備え、これら一対のタンク部（３，４）の少なくともいずれか一方側に仕切壁（５，２２）によって分割された複数のタンク室（６，７）が構成された熱交換器において、
   複数の前記タンク室（６，７）が構成された前記タンク部（３）の前記仕切壁（５，２２）を境とする２つの前記タンク室（６，７）に臨む位置に、前記各タンク室（６，７）にそれぞれ連通する継手流路（１３，１４，３２，３３）を内部に有する配管継手部（１０，３０，３１）が設けられたことを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１記載の熱交換器であって、
   前記仕切壁（５，２２）を境とする２つの前記タンク室（６，７）は、入口タンク室（６）と出口タンク室（７）であることを特徴とする熱交換器。
3. 請求項１又は請求項２記載の熱交換器であって、
   前記配管継手部（１０）は、２つの前記継手流路（１３，１４）の間にスリット（１５）を有し、
   このスリット（１５）に前記タンク部（３）内の前記仕切壁（５）が挿入されたことを特徴とする熱交換器。
4. 請求項１又は請求項２記載の熱交換器であって、
   前記配管継手部（３１）に前記仕切壁（３１ｃ）が一体に設けられたことを特徴とする熱交換器。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の熱交換器であって、
   前記配管継手部（１０，３１）に供給側配管と排出側配管とが一体に形成された多孔管（３４，３５）が接続されたことを特徴とする熱交換器。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の熱交換器であって、
   前記一対のタンク部（３，４）の双方に前記仕切壁（５，５′）によって分割された第１熱交換部用のタンク室（３Ａ，４Ａ）と第２熱交換部用のタンク室（３Ｂ，４Ｂ）がそれぞれ構成され、且つ、前記コア部（２）は、前記仕切壁（５，５′）に対応する位置で第１熱交換部（２Ａ）と第２熱交換部（２Ｂ）に分割されており、
   前記一対のタンク部（３，４）の双方に前記配管継手部（１０，１０）が設けられたことを特徴とする熱交換器。
   

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