JP2010164211A - 蓄冷熱器付き熱交換器構造 - Google Patents

Abstract

【課題】通風抵抗の増大を抑制出来る蓄冷熱器付き熱交換器構造を提供する。
【解決手段】
エバポレータ３の各チューブ部材３ｂ，３ｂの間に、金属製の放熱フィン５…が、介装されて固定されることにより、各チューブ部材３ｂ…間のピッチが、等間隔に構成されている。
保冷器６は、エバポレータ３の一側面３ａに近接配置されて、通風方向に直列に位置している。
この保冷器６は、扁平状に形成された中空の複数のチューブ部材７…を有していて、これらのチューブ部材７…の内部空間７ａ…に、前記蓄冷熱材が、各々保持される。
チューブ部材７の端縁７ｂには、チューブ部材３ｂの対向端縁３ｄに、係合するように係合凹部７ｃが、凹設形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に、自動車等、車両に用いられる蓄冷熱器付き熱交換器構造で、特に、通風抵抗の増大を抑えることが出来る蓄冷熱器付き熱交換器構造に関するものである。

従来、図８に示すような自動車の空調装置に用いられる蓄冷熱器付き熱交換器構造が知られている（例えば、特許文献１等参照）。

まず、構成から説明すると、この従来の蓄冷熱器付き熱交換器構造では、空調装置１を構成するケーシング２の内部には、冷凍サイクルを構成する蒸発器としてのエバポレータ３の下流側に、蓄冷熱材を保持した蓄冷熱器としての保冷器４が、設けられている。

この保冷器４は、格子形状を呈して、前記エバポレータの一側面３ａに近接配置されている。

次に、この従来の蓄冷熱器付き熱交換器構造の作用効果について説明する。

この従来の蓄冷熱器付き熱交換器構造では、前記エバポレータ３を通過した空気の通風方向に、前記保冷器４が位置している。

このため、前記冷凍サイクルが、停止しても、車室内に送風される空気が、この保冷器４内に保持された蓄冷熱材によって、冷却される。

よって、車室内に送風される空気の温度の上昇が抑制される。

特開２０００−３１８４３１号公報（明細書第００２０段落乃至第００４５段落、図１乃至図３）

しかしながら、このように構成された従来の蓄冷熱器付き熱交換器構造では、前記保冷器４の格子の目の大きさや、格子の幅方向寸法が、近接配置される前記エバポレータ３の通風路と一致しない場合、通風抵抗が増大してしまい、空冷性能を低下させてしまう虞があった。

そこで、この発明は、通風抵抗の増大を抑制出来る蓄冷熱器付き熱交換器構造を提供することを課題としている。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、第１熱交換器と、該第１熱交換器の通風方向に直列に近接配置される第２熱交換器とを有して、前記第２熱交換器に蓄冷熱材を保持させた蓄冷熱器付き熱交換器構造であって、前記第１熱交換器又は第２熱交換器のうち、何れか一方を構成するチューブ部材の端縁には、他方を構成するチューブ部材の対向端縁に、係合する係合凹部を有するチューブピッチ適合手段を設けた蓄冷熱器付き熱交換器構造を特徴としている。

また、請求項２に記載されたものは、前記チューブピッチ適合手段は、前記一方のチューブ部材の端部の対向側面を凹状に形成して、前記他方のチューブ部材の対向端部の形状に沿わせて、該端面に一体に形成された係合凹部であることを特徴とする請求項１記載の蓄冷熱器付き熱交換器構造を特徴としている。

更に、請求項３に記載されたものは、前記チューブピッチ適合手段は、前記一方のチューブ部材の両側面を構成する側面部材のうち、少なくとも一方を延設して、前記他方のチューブ部材の側面に当接させる延設片により構成する請求項１又は２記載の蓄冷熱器付き熱交換器構造を特徴としている。

そして、請求項４に記載されたものは、前記チューブピッチ適合手段の延設片は、前記一方のチューブ部材の両側面から、一対延設されて、前記対向端縁を両側から挟持するように設けられている請求項３記載の蓄冷熱器付き熱交換器構造を特徴としている。

更に、請求項５に記載されたものは、前記チューブピッチ適合手段は、前記第１熱交換器又は、第２熱交換器の両側部を構成するチューブ部材に、設けられている請求項１乃至４記載の蓄冷熱器付き熱交換器構造を特徴としている。

このように構成された請求項１記載のものは、前記チューブピッチ適合手段として、一方を構成するチューブ部材に設けられた係合凹部が、他方を構成するチューブ部材の対向端縁に、係合されると、両チューブ部材を、空気の流れ方向に沿って、直列に並べることが出来る。

このため、通風抵抗の増大が抑制されて、空冷性能を低下させる虞を減少させることができる。

しかも、複数のチューブ部材に設けられた係合凹部を、他方を構成するチューブ部材の対向端縁に係合させることにより、各チューブ部材同士が直列に揃うので、ピッチが整い、更に、通風抵抗の増大が抑制される。

更に、該第１熱交換器と、第２熱交換器とが、前記係合凹部を介して接触しているので、良好な熱伝導性を持たせて、効率良く、蓄冷熱を行わせることができる。

また、請求項２に記載されたものは、前記チューブピッチ適合手段としての端面に一体に係合凹部が設けられることによって、両チューブ部材を、空気の流れ方向に沿って、直列に並べることが出来る。

このため、別部材を設ける必要が無いと共に、該別部材を固定したり、或いは、該別部材を用いて、係合させる等の組立工数も減少させることができるので、製造コストの増大を抑制することができる。

しかも、前記端面一体係合凹部が、前記チューブ部材の端縁に一体に形成されることにより、端縁までの内部中空空間が拡開されて、多くの蓄冷材を保持させることができる。

更に、請求項３に記載されたものは、前記チューブピッチ適合手段としての延設片が、前記他方のチューブ部材の側面に当接されて、係合される。

このため、両チューブ部材を、空気の流れ方向に沿って、直列に並べることが出来る。

しかも、前記延設片は、一方のチューブ部材の両側面を構成する側面部材のうち、少なくとも一方が延設されて、構成されている。

このため、別部材を設ける必要が無いと共に、該別部材を固定したり、或いは、該別部材を用いて、係合させる等の組立工数も減少させることができるので、製造コストの増大を抑制することができる。

そして、請求項４に記載されたものは、前記チューブピッチ適合手段の延設片が、前記一方のチューブ部材の両側面から、一対延設されいるので、前記対向端縁が両側から挟持される。

このため、更に、確実に、両チューブ部材を、空気の流れ方向に沿って、直列に並べることが出来る。

更に、一対の延設片間に、生じる弾性反力によって、係合される他方のチューブ部材の対向端縁の両側が、挟持されることにより、確実に、前記第１熱交換器と、第２熱交換器との間を、通風方向に直列に近接配置させた状態で連結させることができる。

また、請求項５に記載されたものは、前記第１熱交換器又は、第２熱交換器のチューブ部材に、設けられている前記チューブピッチ適合手段が、対向する前記第１熱交換器又は、第２熱交換器の両側部を連結するので、前記第１熱交換器及び、第２熱交換器のチューブ部材は、空気の流れ方向に揃い、通風抵抗の増大が抑制されて、空冷性能を低下させる虞を減少させることができる。

この発明の実施の形態の蓄冷熱器付き熱交換器構造で、第１熱交換器に、第２熱交換器を連結する様子を説明する水平方向の断面図である。 この発明の実施の形態の蓄冷熱器付き熱交換器構造で、第１熱交換器に、第２熱交換器を連結した様子を説明する水平方向の断面図である。 この発明の実施の形態の蓄冷熱器付き熱交換器構造で、車両に搭載された空調装置のうち、熱交換器の位置を示す一部透過分解斜視図である。 この発明の実施の形態の実施例１の蓄冷熱器付き熱交換器構造で、第１熱交換器に、第２熱交換器を連結する様子を説明する水平方向の断面図である。 この発明の実施の形態の実施例２の蓄冷熱器付き熱交換器構造で、第１熱交換器に、第２熱交換器を連結する様子を説明する水平方向の断面図である。 この発明の実施の形態の実施例３の蓄冷熱器付き熱交換器構造で、第１熱交換器に、第２熱交換器を連結する様子を説明する水平方向の断面図である。 この発明の実施の形態の実施例４の蓄冷熱器付き熱交換器構造で、第１熱交換器に、第２熱交換器を連結する様子を説明する水平方向の断面図である。 従来例の蓄冷熱器付き熱交換器構造で、空調装置の模式的な車幅方向縦断面図である。

次に、図面に基づいて、この発明を実施するための最良の実施の形態の蓄冷熱器付き熱交換器構造について、図１乃至図７を用いて、説明する。

なお、前記従来例と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。

まず、構成から説明すると、この実施の形態の蓄冷熱器付き熱交換器構造は、図３に示すような自動車Ｃの空調装置１のエアコンサイクルに用いられて、空調装置１を構成するケーシング２の内部には、冷凍サイクルを構成する蒸発器として、第１熱交換器であるエバポレータ３が、設けられている。

このエバポレータ３は、図１及び図２に示す様に、2本の扁平状に形成された中空のチューブ部３ｃ，３ｃが、直列に接続されたチューブ部材３ｂ…を複数設け、これらの各チューブ部材３ｂ，３ｂの間に、金属製の放熱フィン５…が、介装されて固定されることにより、各チューブ部材３ｂ…間のピッチが、等間隔となるように構成されている。

このエバポレータ３の下流側には、蓄冷熱材を内部空間に保持した第２熱交換器である蓄冷熱器としての保冷器６が、設けられている。

この保冷器６は、前記エバポレータ３の一側面３ａに近接配置されて、通風方向に直列に位置している。

また、この保冷器６は、扁平状に形成された中空の複数のチューブ部材７…を有していて、これらのチューブ部材７…の内部空間７ａ…に、前記蓄冷熱材が、各々保持されるように構成されている。

更に、この実施の形態の保冷器６では、これらのチューブ部材７，７間に、金属製の放熱フィン８…が、介装されて固定されることにより、各チューブ部材７，７間のピッチが、前記エバポレータ３のチューブ部材３ｂ，３ｂ間のピッチと、等間隔となるように構成されている。

これらの各チューブ部材７の端縁７ｂには、他方を構成するチューブ部材３ｂの対向端縁３ｄに、係合するように係合凹部７ｃが、設けられている。

この実施の形態の係合凹部７ｃは、前記対向端縁３ｄの水平断面半円形状に合わせて、半円弧状の断面形状を呈して構成されている。

次に、この従来の蓄冷熱器付き熱交換器構造の作用効果について説明する。

この従来の蓄冷熱器付き熱交換器構造では、図１に示す様に、前記エバポレータ３の一側面３ａに、前記保冷器６が、連設される際、前記保冷器６を構成するチューブ部材７に設けられた係合凹部７ｃが、エバポレータ３を構成するチューブ部材３ｂ…の各対向端縁３ｄに、係合されると、両チューブ部材３ｂ…及びチューブ部材７…を、図２に示す様に、各々空気の流れ方向に沿って、直列に並べることが出来る。

この実施の形態では、チューブ部材３ｂ…の各外側面３ｅ…と、及びチューブ部材７…の各外側面７ｅとが、面一に揃う。

このため、更に、凹凸が、連設部分で殆ど発生しないので、通風抵抗の増大が抑制されて、空冷性能を低下させる虞を減少させることができる。

しかも、複数のチューブ部材７に設けられた係合凹部７ｃを、他方を構成するチューブ部材３ｂの対向端縁３ｄに係合させることにより、各チューブ部材３ｂ，７同士が直列に揃うので、前記エバポレータ３と、前記保冷器６との間で、ピッチが整い、更に、通風抵抗の増大が抑制される。

更に、この実施の形態では、前記エバポレータ３を通過した空気の通風方向（図２中紙面向かって右方向から左方向）に、前記保冷器６が、位置している。

このため、前記冷凍サイクルが、停止しても、車室内に送風される空気が、この保冷器６内に保持された蓄冷熱材によって、冷却される。

この実施の形態では、更に、前記チューブ部材７の端面に一体に凹設されて設けられる係合凹部７ｃが、前記チューブ部材７の端縁７ｂに一体に形成されることにより、端縁７ｂまでの内部中空空間が拡開されて、多くの蓄冷材を保持させることができる。

よって、車室内に送風される空気の温度の上昇が抑制される。

更に、エバポレータ３と、保冷器６とが、前記半円弧状の断面を有する係合凹部７ｃを介して、比較的大きな面積で接触しているので、良好な熱伝導性を持たせて、効率良く、蓄冷熱を行わせることができる。

しかも、エバポレータ３と、保冷器６とを連設させる為に、連結部材等の別部材を設ける必要が無い。

このため、別部材を固定したり、或いは、別部材を用いて、係合させる等の組立工数も減少させることができるので、製造コストの増大を抑制することができる。

図４は、この実施の形態の実施例１の蓄冷熱器付き熱交換器構造を示すものである。

なお、前記実施の形態と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。

まず、構成から説明すると、この実施例１の蓄冷熱器付き熱交換器構造は、図４に示すような第２熱交換器としての保冷器１１のチューブ部材１２の端部１２ａには、一対の延設片１２ｂ，１２ｂが、両側壁面を構成する部材を、前記第１熱交換器としてのエバポレータ３方向に向けて、一体に延設されている。

この延設片１２ｂ，１２間には、前記エバポレータ３の対向端縁３ｄを、図４中二点鎖線で示すように介装させた際に、弾性反力で、この対向端縁３ｄを、両側から挟持するように、一定の間隔が形成されている。

次に、この実施例１の蓄冷熱器付き熱交換器構造の作用効果について説明する。

この実施例１では、前記実施の形態の蓄冷熱器付き熱交換器構造の作用効果に加えて、更に、前記各チューブ部材１２の一対の延設片１２ｂ，１２ｂの各内側面が、前記他方のチューブ部材３ｂの両側各側面に各々当接されて、係合される。

このため、両チューブ部材３ｂ及びチューブ部材１２を、空気の流れ方向に沿って、直列に並べることが出来る。

しかも、この実施例１の前記延設片１２ｂ，１２ｂは、前記チューブ部材１２の両側面を構成する側面部材の双方が、各々延設されて、構成されている。

このため、別部材を設ける必要が無いと共に、別部材を固定したり、或いは、別部材を用いて、係合させる等の組立工数も減少させることができるので、製造コストの増大を抑制することができる。

そして、図４中、二点鎖線で示す様に、前記エバポレータ３の一側面３ａに、前記保冷器１１が、連設される際、前記各延設片１２ｂ，１２ｂ間に、前記対向端縁３ｄが挿入されて、前記対向端縁３ｄが、これらの延設片１２ｂ，１２ｂの両内側面によって、挟持される。

このため、更に、確実に、各チューブ部材３ｂ…及びチューブ部材１２が、空気の流れ方向に沿って、各々直列に並べられる。

更に、この実施例１では、一対の延設片１２ｂ，１２ｂ間に、生じる弾性挟持力によって、係合される他方のチューブ部材３ｂの対向端縁３ｄが、挟持されることにより、確実に、前記エバポレータ３と、前記保冷器１１との間を、通風方向に直列に近接配置させた状態で連結させることができる。

他の構成、及び作用効果については、前記実施の形態と同一乃至均等であるので、説明を省略する。

図５は、この実施の形態の実施例２の蓄冷熱器付き熱交換器構造を示すものである。

なお、前記実施の形態と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。

まず、構成から説明すると、この実施例２の蓄冷熱器付き熱交換器構造では、図５に示すような延設片１７ｂ，１７ｂが、第２熱交換器としての保冷器１６の両側部を構成するチューブ部材１７，１７にのみ、一片づつ設けられて、端部１７ａ，１７ａに一体に延設形成されている。

これらの端部１７ａ，１７ａの内側面１７ｄ，１７ｄ間の間隔は、前記第１熱交換器としてのエバポレータ３の両側縁に位置するチューブ部材３ｂ，３ｂの両外側面３ｅ，３ｅ間の寸法と、略同一若しくは、やや小さくなるように設定されて形成されている。

次に、この実施例２の蓄冷熱器付き熱交換器構造の作用効果について説明する。

この実施例２では、前記実施の形態及び実施例１の蓄冷熱器付き熱交換器構造の作用効果に加えて、更に、前記保冷器１６の両側部を構成するチューブ部材１７，１７の両外側面１７ｅから、一体に延設形成された延設片１７ｂ，１７ｂが、エバポレータ３の両側縁に位置するチューブ部材３ｂ，３ｂの両外側面３ｅ，３ｅに当接されて、両側から、挟持することにより、係合される。

他の構成、及び作用効果については、前記実施の形態及び実施例１と同一乃至均等であるので、説明を省略する。

図６は、この実施の形態の実施例３の蓄冷熱器付き熱交換器構造を示すものである。

なお、前記実施の形態と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。

まず、構成から説明すると、この実施例３の保冷器２１では、図６に示すような係合凹部７ｃ，７ｃが、第２熱交換器としての保冷器２１の両側部を構成するチューブ部材７，７の端縁７ｂ，７ｂにのみに、設けられて、一体に凹設形成されている。

これらの端縁７ｂ，７ｂの係合凹部７ｃ，７ｃ間の間隔は、前記第１熱交換器としてのエバポレータ３の両側縁に位置するチューブ部材３ｂ，３ｂの間の寸法間隔と、同一となるように設定されると共に、前記放熱フィン８…を介装させて固定される各チューブ部材１８…間の間隔を、前記エバポレータ３のチューブ部材３ｂ，３ｂ間の各間隔と一致させて、形成されている。

次に、この実施例３の蓄冷熱器付き熱交換器構造の作用効果について説明する。

この実施例３では、前記実施の形態及び実施例１及び２の蓄冷熱器付き熱交換器構造の作用効果に加えて、更に、前記保冷器２１の両側部を構成するチューブ部材７，７の端縁７ｂ，７ｂに形成された係合凹部７ｃ，７ｃが、エバポレータ３の両側縁に位置するチューブ部材３ｂ，３ｂの対向端縁３ｄ，３ｄに、各々当接されて、係合される。

このため、前記エバポレータ３のチューブ部材３ｂ，３ｂ間の各間隔と一致させて、前記放熱フィン８…を介装させて、固定された前記保冷器２１の各チューブ部材７，７及び１８…が、各々前記エバポレータ３のチューブ部材３ｂ…と、各々直列に連設される。

通風方向に直列に近接配置させた状態で連結された各チューブ部材７，７及び１８…及びチューブ部材３ｂ…間では、空気の流れ方向に、各チューブ部材７，１８及び３ｂの最小閉断面方向が揃い、通風抵抗の増大が抑制されて、空冷性能を低下させる虞を減少させることができる。

他の構成、及び作用効果については、前記実施の形態及び実施例１乃至３と同一乃至均等であるので、説明を省略する。

図７は、この実施の形態の実施例４の蓄冷熱器付き熱交換器構造を示すものである。

なお、前記実施の形態と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。

まず、構成から説明すると、この実施例４の第２熱交換器としての保冷器３１の両側部が、左，右側壁部材３１ａ，３１ａによって、構成されている。

これらの左，右側壁部材３１ａ，３１ａ間には、等間隔、等ピッチで支持されているチューブ部材７…が設けられている。

そして、これらの各チューブ部材７…の各端部７ｄ…には、係合凹部７ｃ…が、各々凹設形成されている。

これらのチューブ部材７…の間隔は、前記第１熱交換器としてのエバポレータ１３の筐体１４の両側面を構成する左，右側壁１５，１５に支持された各チューブ部材３ｂ，３ｂの間の寸法間隔と、同一となるように設定されている。

次に、この実施例４の蓄冷熱器付き熱交換器構造の作用効果について説明する。

この実施例４では、前記実施の形態及び実施例１乃至３の蓄冷熱器付き熱交換器構造の作用効果に加えて、更に、この実施例４では、前記エバポレータ１３が、各チューブ部材３ｂ，３ｂを支持する左，右側壁１５，１５によって、前記実施の形態等に記載された各放熱フィン８…を必要としないで、等各間隔、等ピッチで固定されている。

また、前記保冷器３１の両側部に設けられた左，右側壁部材３１ａ，３１ａによって、チューブ部材７…が等間隔、等ピッチで支持されて、固定されている。

このため、前記エバポレータ１３の一側面に、前記保冷器３１が、連設される際、前記保冷器３１を構成するチューブ部材７に設けられた係合凹部７ｃが、エバポレータ１３を構成するチューブ部材３ｂ…の各対向端縁３ｄに、係合されると、両チューブ部材３ｂ…及び７…が、図７に示す様に、各々空気の流れ方向に沿って、直列に並べられる。

この実施例４では、チューブ部材３ｂ…の各外側面側と、及びチューブ部材７…の各外側面側とが、面一に揃う。

しかも、前記エバポレータ１３及び保冷器３１は、前記実施の形態のような放熱フィン５…及び８…を設けていないので、各チューブ部材７，７間及びチューブ部材３ｂ，３ｂ間を、空気が円滑に流通する。

前記各チューブ部材７，７間及びチューブ部材３ｂ，３ｂ間を、通過する空気の流れが速くても、直列に連設される各チューブ部材７及びチューブ部材３ｂ間の連結部分に凹凸が、殆ど発生しないので、通風抵抗の増大が抑制されて、空冷性能を低下させる虞を減少させることができる。

他の構成、及び作用効果については、前記実施の形態及び実施例１乃至実施例３と同一乃至均等であるので、説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態及び実施例１乃至実施例４を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例１乃至実施例４に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

即ち、前記実施の形態及び実施例１乃至実施例４の蓄冷熱器付き熱交換器構造では、前記保冷器６，１１，１６，２１，３１側の扁平状に形成された中空の複数本のチューブ部材７…，１７…若しくは１８…に係合凹部が設けられたものを例示して、説明してきたが、特にこれに限らず、対向端縁に、係合する係合凹部を有するものであれば、エバポレータ３側に、係合凹部が設けられていても良く、また、交互等、前記第１熱交換器又は第２熱交換器のうち、何れか一方を構成するチューブ部材の端縁の順序も特に限定されるものではなく、形状、数量、材質、及びこれらの組み合わせが特に限定されるものではない。

第１熱交換器の通風方向に直列に近接配置される第２熱交換器を有していれば、第１熱交換器又は、第２熱交換器が、どのようなエバポレータであってもよい。

３，１３ エバポレータ（第１熱交換器）
３ｂ，７，１８ チューブ部材
３ｄ 対向端縁
５，８ 放熱フィン
６，１１，１６，２１，３１
保冷器（第２熱交換器）
７ｂ 端縁
７ｃ 係合凹部（チューブピッチ適合手段）
１２ｂ，１２ｂ 延設片（チューブピッチ適合手段）

Claims (5)

1. 第１熱交換器と、該第１熱交換器の通風方向に直列に近接配置される第２熱交換器とを有して、前記第２熱交換器に蓄冷熱材を保持させた蓄冷熱器付き熱交換器構造であって、
   前記第１熱交換器又は第２熱交換器のうち、何れか一方を構成するチューブ部材の端縁には、他方を構成するチューブ部材の対向端縁に、係合する係合凹部を有するチューブピッチ適合手段を設けたことを特徴とする蓄冷熱器付き熱交換器構造。
2. 前記チューブピッチ適合手段は、前記一方のチューブ部材の端部の対向側面を凹状に形成して、前記他方のチューブ部材の対向端部の形状に沿わせて、該端面に一体に形成された係合凹部であることを特徴とする請求項１記載の蓄冷熱器付き熱交換器構造。
3. 前記チューブピッチ適合手段は、前記一方のチューブ部材の両側面を構成する側面部材のうち、少なくとも一方を延設して、前記他方のチューブ部材の側面に当接させる延設片により構成することを特徴とする請求項１又は２記載の蓄冷熱器付き熱交換器構造。
4. 前記チューブピッチ適合手段の延設片は、前記一方のチューブ部材の両側面から、一対延設されて、前記対向端縁を両側から挟持するように設けられていることを特徴とする請求項３記載の蓄冷熱器付き熱交換器構造。
5. 前記チューブピッチ適合手段は、前記第１熱交換器又は、第２熱交換器の両側部を構成するチューブ部材に、設けられていることを特徴とする請求項１乃至４記載の蓄冷熱器付き熱交換器構造。

Images