JP2010127506A - 熱交換装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱交換器の性能を悪化させることなく、確実に且つ容易に隣接する熱交換器同士を連結させる熱交換装置を提供する。
【解決手段】放熱フィン10及び扁平チューブ12が交互に配置され、最外部に配置される放熱フィン10a1,10an,10b1,10bpにはレインフォース20a,20b,22a,22bが設けられている複数の熱交換器1a,1bと、同一平面内に隣接して設置された熱交換器1a、1bのそれぞれのレインフォース20b,22aを放熱フィン10an,10b1側から峡持し得る形状をなし、隣接する熱交換器1a、1bを連結する連結部材30とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】放熱フィン10及び扁平チューブ12が交互に配置され、最外部に配置される放熱フィン10a1,10an,10b1,10bpにはレインフォース20a,20b,22a,22bが設けられている複数の熱交換器1a,1bと、同一平面内に隣接して設置された熱交換器1a、1bのそれぞれのレインフォース20b,22aを放熱フィン10an,10b1側から峡持し得る形状をなし、隣接する熱交換器1a、1bを連結する連結部材30とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、熱交換装置に関し、特に、隣接する熱交換器同士を連結する熱交換装置に関する。
ラジエータやコンデンサ等の熱交換器は、通常、流体が流れる複数本のチューブ及びチューブの外表面に設けられたフィンを有して構成された熱変換器、ならびにこの熱変換器を補強する補強プレート(レインフォース)等から構成されている。
そして、エンジンルーム内において、自動車用冷却システムとして熱交換器同士を連結する方法として、隣接する熱交換器のレインフォース間に連結部材を挟み込み、そのレインフォースと連結部材とをカシメ等にて締結した熱交換器モジュールが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−156066号公報
しかしながら、特許文献1に記載の熱交換器同士を連結する方法は、熱交換器の連結部の曲げ方向に対する結束力が弱いため、振動等によって連結部が曲げ方向に力が働く場合には破損してしまう可能性が高くなるという問題があった。
上記問題点を鑑み、熱交換器の性能を悪化させることなく、確実に且つ容易に隣接する熱交換器同士を連結させる熱交換装置を提供することを目的とする。
本願発明の一態様によれば、放熱フィン及び扁平チューブが交互に配置され、最外部に配置される放熱フィンにはレインフォースが設けられている複数の熱交換器と、同一平面内に隣接して設置された熱交換器のそれぞれのレインフォースを放熱フィン側から峡持し得る形状をなし、隣接する熱交換器を連結する連結部材とを備える熱交換装置であることを要旨とする。
本発明によれば、熱交換器の性能を悪化させることなく、確実に且つ容易に隣接する熱交換器同士を連結させる熱交換装置を提供することができる。
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る熱交換装置は、図1(a)及び(b)に示すように、放熱フィン10及び扁平チューブ12が交互に配置され、最外部に配置される放熱フィン10a1,10an,10b1,10bpにはレインフォース20a,20b,22a,22bが設けられている複数の熱交換器1a,1bと、同一平面内に隣接して設置された熱交換器1a、1bのそれぞれのレインフォース20b,22aを放熱フィン10an,10b1側から峡持し得る形状をなし、隣接する熱交換器1a、1bを連結する連結部材30とを備える。
本発明の第1の実施の形態に係る熱交換装置は、図1(a)及び(b)に示すように、放熱フィン10及び扁平チューブ12が交互に配置され、最外部に配置される放熱フィン10a1,10an,10b1,10bpにはレインフォース20a,20b,22a,22bが設けられている複数の熱交換器1a,1bと、同一平面内に隣接して設置された熱交換器1a、1bのそれぞれのレインフォース20b,22aを放熱フィン10an,10b1側から峡持し得る形状をなし、隣接する熱交換器1a、1bを連結する連結部材30とを備える。
扁平チューブ12a1,12a2,・・・・・12am(mは自然数)、12b1,12b2,・・・・・12bq(qは自然数)は、扁平な断面形状を有するチューブであり、チューブ内部を冷却水等の流体が流れる構造となっている。扁平チューブ12の外面には、対向して平行に設けられた一対の平面部があり、その平面部に放熱フィン10がろう付け接合されている。
放熱フィン10a1,10a2,・・・・・10an(nは自然数)、10b1,10b2,・・・・・10bp(pは自然数)は、図1(a)に示すように、熱を放熱するために車両前後方向に冷却風を流通させることができるように、冷却風の流通方向に流通経路を有する構造となっている。
レインフォース20,22は、熱交換器1a,1bの強度を補強する役目を担う。レインフォース20,22は、図2及び図3に示すように、一方が開口していて、開口している側の端部が内側に折り曲げられた形状となっている。
放熱フィン10、扁平チューブ12、レインフォース20,22、連結部材30は、アルミニウム合金等の金属によって形成される。
図1(a)は、エンジン及び電動機を動力装置として備えるハイブリッド電気自動車に適用する冷却装置用熱交換装置の配置例であり、電動機等の冷却水を冷却するサブラジエータ(熱交換器)1a、その下側に居室内空調用冷媒を冷却するコンデンサ(熱交換器)1bが設置されている。サブラジエータ1aには、サブラジエータタンク(タンク)40,42が設けられ、コンデンサ1bには、コンデンサタンク(タンク)44が設けられている。サブラジエータタンク40,42の上部、及びコンデンサタンク44の下部には、それぞれ、図示しない取り付けピンが設けられており、これらのピンを利用して、車両側へ搭載されている。サブラジエータタンク40,42は、扁平チューブ12の端部が挿入されている。
図1(b)は、図1(a)のA−A線における断面図であり、サブラジエータ1aとコンデンサ1bとの連結部の断面を示す。図2及び図3は、サブラジエータ1aとコンデンサ1bとの組付けイメージを示す。
サブラジエータ1aのレインフォース20bと、コンデンサ1bのレインフォース22aに、略コの字形の連結部材30を2個、図2におけるの左右方向より、熱交換器1a,1bの両面に対向して配置する。熱交換器1a,1bの両面に対向して配置された連結部材30は、熱交換器1a,1bへ押し当てる。一方の連結部材30には、バーリングネジ(結合手段)32が設けられており、他方の連結部材30には、結合手段32の挿入用の穴が設けられている。結合手段32の挿入用の穴は、結合手段32を通してネジ止めする構造となっている。つまり、結合手段32によって、連結部材30は機械的に結合される。結合手段32としては、バーリングネジの代わりに、溶接ナットを用いても良い。
結合手段32を締めこむに連れ、連結部材30の先端は放熱フィン10an,10b1へ食い込むと同時に、レインフォース20b,22a同士を近付ける方向に力が加わり、熱交換器1a,1b同士の連結を強固なものとしている。
ここでは、図3に示すように、レインフォース20b,22aも結合手段32を避けるよう凹部が設けられているため、より熱交換器1a,1b間の距離を縮めることが可能となり、熱交換装置を広く設定することが可能となる。
第1の実施の形態に係る熱交換装置によれば、連結部材30によって、熱交換器1a,1bの連結部の曲げ方向に対する結束力を補強することができるので、振動等によって連結部が曲げ方向に力が働く場合でも破損を防ぐことができる。
更に、第1の実施の形態に係る熱交換装置によれば、連結部材30は冷却風の流通の妨げになることはないので、連結部材30によって熱交換器1a,1bの性能を悪化させることはなく、確実に且つ容易に隣接する熱交換器1a,1b同士を連結させることができる。
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る熱交換装置は、図4〜図6に示すように、第1の実施の形態に係る熱交換装置と比して、レインフォース20,22の形状及び大きさが互いに異なる点が異なる。その他に関しては、実質的に同様であるので、重複する記載を省略する。
本発明の第2の実施の形態に係る熱交換装置は、図4〜図6に示すように、第1の実施の形態に係る熱交換装置と比して、レインフォース20,22の形状及び大きさが互いに異なる点が異なる。その他に関しては、実質的に同様であるので、重複する記載を省略する。
図4は、熱交換器1a,1bの連結部周辺の断面図である。図5及び図6は、熱交換器1aと熱交換器1bとの組付けイメージを示す。
第2の実施の形態に係るレインフォース20b、22aは、一方が開口していて略コの字形となっている。レインフォース20bは、レインフォース22aより一回り大きくなっており、図4に示すように熱交換器1a,1bを組み付けたときに、レインフォース20bの内壁とレインフォース22aの外壁が接する。
ここでは、レインフォース20bがレインフォース22aより一回り大きくなっていると記載したが、レインフォース22aがレインフォース20bより一回り大きくても構わない。
このように構成された第2の実施の形態に係る熱交換装置でも、第1の実施の形態に係る熱交換装置と同様の効果を得ることができる。
更に、第2の実施の形態に係る熱交換装置によれば、熱交換器1a,1bを組み付けたときに、レインフォース20bの内壁とレインフォース22aの外壁が接することによって、熱交換器1a,1bの連結部の曲げ方向に対する結束力を補強することができ、熱交換器1a,1b同士の連結を強固なものとすることができる。
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態に係る熱交換装置は、図7及び図8に示すように、第1の実施の形態に係る熱交換装置と比して、熱交換器1a,1bのレインフォース20,22によって形成される空間にブロック50を更に備える点が異なる。その他に関しては、実質的に同様であるので、重複する記載を省略する。
本発明の第3の実施の形態に係る熱交換装置は、図7及び図8に示すように、第1の実施の形態に係る熱交換装置と比して、熱交換器1a,1bのレインフォース20,22によって形成される空間にブロック50を更に備える点が異なる。その他に関しては、実質的に同様であるので、重複する記載を省略する。
図7は、熱交換器1a,1bの連結部周辺の断面図である。図8は、熱交換器1aと熱交換器1bとの組付けイメージを示す。
ブロック50は、図7及び図8に示すように、レインフォース20b、22aのそれぞれの内壁の角部に接する略X(エックス)字形となっている。ブロック50には、結合手段32の挿入用の穴が設けられている。ブロック50は、結合手段32を締めこんだ場合に、連結部材30の先端が放熱フィン10an,10b1へ食い込むと同時に、レインフォース20b,22a同士を近付ける方向に力が加わるので、レインフォース20b,22aの内壁の角部によって押し当てられるようになる。
ブロック50としては、レインフォース20,22と同等の強度を有する材料で形成されることが好ましく、レインフォース20,22以上の強度を有する材料であれば更に好ましい。
このように構成された第3の実施の形態に係る熱交換装置でも、第1の実施の形態に係る熱交換装置と同様の効果を得ることができる。
更に、第3の実施の形態に係る熱交換装置によれば、レインフォース20b,22aが押し当てられたブロック50が熱交換器1a,1bの連結部の曲げ方向に対する結束力を補強することができ、熱交換器1a,1b同士の連結を強固なものとすることができる。
(第4の実施の形態)
本発明の第4の実施の形態に係る熱交換装置は、図9〜図11に示すように、第1の実施の形態に係る熱交換装置と比して、熱交換器1a,1bのレインフォース20,22によって形成される空間にブロック52を更に備える点が異なる。その他に関しては、実質的に同様であるので、重複する記載を省略する。
本発明の第4の実施の形態に係る熱交換装置は、図9〜図11に示すように、第1の実施の形態に係る熱交換装置と比して、熱交換器1a,1bのレインフォース20,22によって形成される空間にブロック52を更に備える点が異なる。その他に関しては、実質的に同様であるので、重複する記載を省略する。
図9は、熱交換器1a,1bの連結部周辺の断面図である。図10及び図11は、熱交換器1aと熱交換器1bとの組付けイメージを示す。
ブロック52は、図9〜図11に示すように、レインフォース20b、22aのそれぞれの内壁面に接する箱形の形状となっている。ブロック52には、結合手段32の挿入用の穴が設けられている。ブロック52は、結合手段32を締めこんだ場合に、連結部材30の先端が放熱フィン10an,10b1へ食い込むと同時に、レインフォース20b,22a同士を近付ける方向に力が加わるので、レインフォース20b,22aの内壁面によって押し当てられるようになる。
ブロック52としては、レインフォース20,22と同等の強度を有する材料で形成されることが好ましく、レインフォース20,22以上の強度を有する材料であれば更に好ましい。
このように構成された第4の実施の形態に係る熱交換装置でも、第1の実施の形態に係る熱交換装置と同様の効果を得ることができる。
更に、第4の実施の形態に係る熱交換装置によれば、レインフォース20b,22aが押し当てられたブロック52が熱交換器1a,1bの連結部の曲げ方向に対する結束力を補強することができ、熱交換器1a,1b同士の連結を強固なものとすることができる。
(第5の実施の形態)
本発明の第5の実施の形態に係る熱交換装置は、図12及び図13に示すように、第4の実施の形態に係る熱交換装置と比して、熱交換器1a,1bの連結部の一方には、略コの字形の連結部材30と熱交換器1a,1bとの間に平板状の連結部材(プレート)34が更に備えられている点が異なる。また、熱交換器1a,1bの連結部の他方は、平板状の連結部材(プレート)36となっている点も異なる。その他に関しては、実質的に同様であるので、重複する記載を省略する。
本発明の第5の実施の形態に係る熱交換装置は、図12及び図13に示すように、第4の実施の形態に係る熱交換装置と比して、熱交換器1a,1bの連結部の一方には、略コの字形の連結部材30と熱交換器1a,1bとの間に平板状の連結部材(プレート)34が更に備えられている点が異なる。また、熱交換器1a,1bの連結部の他方は、平板状の連結部材(プレート)36となっている点も異なる。その他に関しては、実質的に同様であるので、重複する記載を省略する。
図12は、熱交換器1a,1bの連結部周辺の断面図である。図13は、熱交換器1aと熱交換器1bとの組付けイメージを示す。
平板状の連結部材34には、略コの字形の連結部材30の折り曲げ部の挿入用の穴が設けられている。また、平板状の連結部材34,36には、結合手段32の挿入用の穴が設けられている。
連結部材34,36は、結合手段32を締めこんだ場合に、熱交換器1a,1bの上下方向でより長い部分を挟み込むことが可能になる。
ここでは、熱交換器1a,1bの連結部の一方のみを略コの字形の連結部材30と熱交換器1a,1bとの間に平板状の連結部材34を介在させる構造としたが、連結部の他方も連結部材30と熱交換器1a,1bとの間に平板状の連結部材34を介在させる構造とすることも可能である。
このように構成された第5の実施の形態に係る熱交換装置でも、第4の実施の形態に係る熱交換装置と同様の効果を得ることができる。
更に、第5の実施の形態に係る熱交換装置によれば、連結部材34,36が図12における熱交換器1a,1bの上下方向でより長い部分を挟み込むことが可能になるので、左右方向の曲げに対する強度を向上させることが可能となる。
更に、第5の実施の形態に係る熱交換装置によれば、組付け前にあらかじめ、略コの字形の連結部材30と平板状の連結部材34とを溶接等で固定しておけば、組付けを容易にすることができる。
(その他の実施の形態)
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
例えば、図14に示すように、熱交換器1aのタンク40から熱交換器1bへ連通させる接続配管60を変形等の破損を防いで設置するためには、熱交換器1a,1bの位置関係の精度及び連結の強度が必要になる。そのような場合、上述した第1〜第5の実施の形態に係る熱交換装置であれば、熱交換器1a,1bの位置関係の精度及び連結の強度を保つことができるので、接続配管60を設けるための問題を解決することができる。
また、第1〜第5の実施の形態においては、略コの字形の連結部材30の折り曲げ部の先端は平らに図示してあるが、櫛歯状にしても構わない。略コの字形の連結部材30の折り曲げ部の先端を櫛歯状にすることで、結合手段32を締めこんだ場合に、連結部材30の先端を放熱フィン10an,10b1に食い込ませ易くなり、結合手段32の締め込みを容易にすることができるようになる。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
1a,1b…熱交換器
10…放熱フィン
12…扁平チューブ
20,22…レインフォース
30,34,36…連結部材
40,42…タンク
50,52…ブロック
60…接続配管
10…放熱フィン
12…扁平チューブ
20,22…レインフォース
30,34,36…連結部材
40,42…タンク
50,52…ブロック
60…接続配管
Claims (6)
- 放熱フィン及び扁平チューブが交互に配置され、最外部に配置される前記放熱フィンにはレインフォースが設けられている複数の熱交換器と、
同一平面内に隣接して設置された前記熱交換器のそれぞれの前記レインフォースを前記放熱フィン側から峡持し得る形状をなし、隣接する前記熱交換器を連結する連結部材
とを備えることを特徴とする熱交換装置。 - 前記連結部材は、前記熱交換器の両面に対向して配置されることを特徴とする請求項1に記載の熱交換装置。
- 前記熱交換器の両面に対向して配置される前記連結部材は、結合手段によって機械的に結合されることを特徴とする請求項2に記載の熱交換装置。
- 隣接して設置された2つの前記熱交換器の前記レインフォースによって形成される空間に、前記熱交換器の連結を補強するブロックを更に備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱交換装置。
- 前記扁平チューブの端部は、前記熱交換器に設けられたタンクに挿入されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱交換装置。
- 隣接する一方の前記熱交換器から他方の前記熱交換器へ連通させる接続配管を更に備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱交換装置。
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