JP2015161473A

JP2015161473A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2015161473A
Application number: JP2014037826A
Authority: JP
Inventors: 康太有野; Yasuta Arino
Original assignee: Keihin Thermal Technology Corp
Current assignee: Mahle Behr Thermal Systems Japan Ltd
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2015-09-07

Abstract

【課題】曲げおよびねじれに対する強度を十分に確保した上で、熱交換性能の低下を最小限に抑制しうる熱交換器を提供する。
【解決手段】この発明の熱交換器からなるコンデンサ１は、１対のヘッダタンク2,3と、複数の熱交換管４と、隣り合う熱交換管４どうしの間および両端の熱交換管４の外側に配置されたコルゲートフィン５と、両端のコルゲートフィン５の外側に配置されたサイドプレート６とを備えている。サイドプレート６は、長手方向を熱交換管４の長手方向に向けるとともに幅方向を通風方向に向け、かつコルゲートフィン５に接合された帯板状部11と、帯板状部11の通風方向両側縁のうちの少なくともいずれか一方に設けられてコルゲートフィン５側に突出した突出壁部12とを有する。突出壁部12の帯板状部11からの突出長さを、帯板状部11と端部の熱交換管６との間の間隔よりも短くする。
【選択図】図１

Description

この発明は熱交換器に関する。

たとえば、カーエアコン用コンデンサに用いられる熱交換器として、長手方向を同方向に向けた状態で互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に、長手方向をヘッダタンクの長手方向および通風方向と直角をなす方向に向けた状態で互いに間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間および両端の熱交換管の外側に配置されて熱交換管に接合されたフィンと、両端のフィンの外側に配置されてフィンに接合されたサイドプレートとを備えており、サイドプレートの全体が、長手方向を両ヘッダタンクの長手方向および通風方向と直角をなす方向に向けるとともに幅方向を通風方向に向けた帯板状である熱交換器が広く知られている（以下、周知熱交換器と称する）。

しかしながら、上述した周知熱交換器からなるコンデンサにおいて、熱交換管およびサイドプレートの通風方向の幅を小さくした場合、曲げやねじれに対する強度が不足し、カーエアコンに組み込む際の作業性が低下するという問題があった。

そこで、カーエアコン用コンデンサに用いられる熱交換器として、サイドプレートが、長手方向を両ヘッダタンクの長手方向および通風方向と直角をなす方向に向けるとともに幅方向を通風方向に向け、かつフィンに接合された帯板状部と、帯板状部の通風方向両側縁に一体に設けられてフィンとは反対側に突出した突出壁部とを有する熱交換器が提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１記載の熱交換器からなるコンデンサは、全体の曲げやねじれに対する強度が大きくなっており、カーエアコンに組み込む際の作業性の低下が抑制される。

しかしながら、両熱交換器を比較した場合、周知熱交換器および特許文献１記載の熱交換器の全体の高さを同一にすると、特許文献１記載の熱交換器では、両サイドプレートの突出壁部の高さの分だけ、熱交換管およびフィンを配置する上下方向のスペースが狭くなり、熱交換管およびフィンの数を少なくすることは避けられず、熱交換性能が低下するおそれがある。

特開２００４−１５０６６９号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、曲げおよびねじれに対する強度を十分に確保した上で、熱交換性能の低下を最小限に抑制しうる熱交換器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)長手方向を同方向に向けた状態で互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に、長手方向をヘッダタンクの長手方向および通風方向と直角をなす方向に向けた状態で互いに間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間および両端の熱交換管の外側に配置されて熱交換管に接合されたフィンと、両端のフィンの外側に配置されてフィンに接合されたサイドプレートとを備えている熱交換器であって、
サイドプレートが、長手方向を熱交換管の長手方向に向けるとともに幅方向を通風方向に向け、かつフィンに接合された帯板状部と、帯板状部の通風方向両側縁のうちの少なくともいずれか一方に設けられてフィン側に突出した突出壁部とを有し、突出壁部における帯板状部からの突出長さが、帯板状部と端部の熱交換管との間の間隔よりも短くなっている熱交換器。

2)サイドプレートの突出壁部が、帯板状部の通風方向の一側縁のみに一体に設けられている上記1)記載の熱交換器。

3)サイドプレートの突出壁部が、帯板状部の通風方向の両側縁に一体に設けられている上記1)記載の熱交換器。

4)サイドプレートの突出壁部における両ヘッダタンク寄りの部分を除いた部分の帯板状部からの突出長さが、両ヘッダタンク寄りの部分に比較して短くなっている上記3)記載の熱交換器。

5)サイドプレートの突出壁部における両ヘッダタンク寄りの部分の一部が、端部の熱交換管に接合されている上記1)〜4)のうちの記載の熱交換器。

6)サイドプレートの突出壁部における両ヘッダタンク寄りの部分の一部が、端部の熱交換管側に延ばされ、当該延長部が端部の熱交換管に接合されている上記5)記載の熱交換器。

上記1)〜6)の熱交換器によれば、サイドプレートが、長手方向を熱交換管の長手方向に向けるとともに幅方向を通風方向に向け、かつフィンに接合された帯板状部と、帯板状部の通風方向両側縁のうちの少なくともいずれか一方に設けられてフィン側に突出した突出壁部とを有しているので、周知熱交換器に比較して、曲げおよびねじれに対する強度が大きくなり、たとえばカーエアコンに組み込む際の作業性が向上する。

しかも、突出壁部における帯板状部からの突出長さが、帯板状部と端部の熱交換管との間の間隔よりも短くなっているので、周知熱交換器および特許文献１記載の熱交換器と比較した場合、全体の高さを同一にすると、端部のフィンの高さ方向の全体を熱交換に利用することはできないものの、熱交換管およびフィンの数を、周知熱交換器と同じでかつ特許文献１記載の熱交換器よりも多くすることが可能になる。したがって、周知熱交換器に対しての熱交換性能の低下を、特許文献１記載の熱交換器に比べて抑制することができる。

上記2)の熱交換器によれば、製造時における熱交換管、フィンおよびサイドプレートの仮組を容易に行うことができる。すなわち、熱交換管、フィンおよびサイドプレートの仮組は、平坦な基準面上で行われるのが一般的であるが、サイドプレートを、突出壁部が設けられた側を上にして仮組を行うと、サイドプレートの帯板状部の下端、熱交換管の下端およびフィンの下端を同一平面上に位置させることができるので、基準面上での熱交換管、フィンおよびサイドプレートの仮組を容易に行うことができる。

上記3)の熱交換器によれば、周知熱交換器に比較して、曲げおよびねじれに対する強度が一層大きくなる。

上記4)の熱交換器によれば、端部のフィンにおける熱交換に利用できる範囲を広げることが可能になる。

上記5)および6)の熱交換器によれば、周知熱交換器に比較して、曲げおよびねじれに対する強度が一層大きくなるとともに、サイドプレートの接合強度が増大する。

この発明の熱交換器を適用したコンデンサの全体構成を示す一部を省略した正面図である。図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。サイドプレートの第１の変形例を示す図２相当の図である。サイドプレートの第２の変形例を示し、第２の変形例のサイドプレートが用いられているコンデンサの図１に相当する図である。図４のＢ−Ｂ線拡大断面図である。図４のＣ−Ｃ線拡大断面図である。サイドプレートの第３の変形例を示し、第３の変形例のサイドプレートが用いられているコンデンサの図１に相当する図である。図７のＤ−Ｄ線拡大断面図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明による熱交換器を、カーエアコン用のコンデンサに適用したものである。

全図面を通じて同一物および同一部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

なお、以下の説明において、図１、図４および図７の紙面表裏方向が風の流れる方向であり、図１、図４および図７の上下、左右を上下、左右というものとする。

また、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。

図１において、コンデンサ(1)は、両端が閉鎖された筒状体からなり、かつ長手方向を上下方向に向けた状態で左右方向に間隔をおいて配置された１対のアルミニウム製ヘッダタンク(2)(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間において、幅方向を通風方向に向けるとともに長手方向を左右方向（両ヘッダタンク(2)(3)の長手方向および通風方向と直角をなす方向）に向けた状態で上下方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダタンク(2)(3)に接続された複数の扁平状アルミニウム製熱交換管(4)と、隣り合う熱交換管(4)どうしの間、ならびに上端の熱交換管(4)の上側および下端の熱交換管(4)の下側に配置されて熱交換管(4)にろう付されたアルミニウム製コルゲートフィン(5)と、上端のコルゲートフィン(5)の上側および下端のコルゲートフィン(5)の下側に配置されてコルゲートフィン(5)にろう付されたアルミニウム製サイドプレート(6)とを備えている。

コンデンサ(1)の右側ヘッダタンク(3)は、高さ方向の中央部よりも下方において仕切部材(7)により上下２つのヘッダ部(3a)(3b)に仕切られている。右側ヘッダタンク(3)における仕切部材(7)よりも上方の部分に、上ヘッダ部(3a)内に通じるアルミニウム製入口部材(8)がろう付され、右側ヘッダタンク(3)における仕切部材(7)よりも下方の部分に、下ヘッダ部(3b)内に通じるアルミニウム製出口部材(9)がろう付されている。

図２に示すように、サイドプレート(6)は、長手方向を左右方向（熱交換管(4)の長手方向）に向けるとともに幅方向を通風方向に向けた帯板状部(11)と、帯板状部(11)の通風方向両側縁のうちの少なくともいずれか一方、ここでは通風方向の一側縁部のみに一体に設けられてコルゲートフィン(5)側（上側のサイドプレート(6)では下側、下側のサイドプレート(6)では上側）に突出した突出壁部(12)とを有している。サイドプレートの帯板状部(11)および突出壁部(12)が両端のコルゲートフィン(5)にろう付されている。サイドプレート(6)の突出壁部(12)における帯板状部(11)からの突出長さは、全長にわたって等しく、かつ帯板状部(11)と端部の熱交換管(4)との間の間隔よりも短くなっている。

コンデンサ(1)は、熱交換管(4)、コルゲートフィン(5)およびサイドプレート(6)を、平坦な基準面上で仮組した後に、入口部材(8)および出口部材(9)が適当な手段で仮固定されたヘッダタンク(2)(3)を組み合わせて全部品を仮止めし、その後全部品を炉中において一括ろう付することにより製造される。熱交換管(4)、コルゲートフィン(5)およびサイドプレート(6)の基準面上での仮組を、サイドプレート(6)を、突出壁部(12)が設けられた側を上にして仮組を行うと、サイドプレート(6)の帯板状部(11)の下端、熱交換管(4)の下端およびコルゲートフィン(5)の下端を同一平面上に位置させることができるので、基準面上での熱交換管(4)、コルゲートフィン(5)およびサイドプレート(6)の仮組を容易に行うことができる。

図３〜図８はコンデンサ(1)に用いられるサイドプレートの変形例を示す。

図３に示すサイドプレート(15)は、帯板状部(11)と、帯板状部(11)の通風方向両側縁に一体に設けられてコルゲートフィン(5)側（上側のサイドプレート(15)では下側、下側のサイドプレート(15)では上側）に突出した突出壁部(12)とよりなる。サイドプレート(15)の帯板状部(11)および両突出壁部(12)が両端のコルゲートフィン(5)にろう付されている。サイドプレート(15)の突出壁部(12)における帯板状部(11)から突出長さは、全長にわたって等しく、かつ帯板状部(11)と端部の熱交換管(4)との間の間隔よりも短くなっている。

図４〜図６に示すサイドプレート(20)は、帯板状部(11)と、帯板状部(11)の通風方向両側縁に一体に設けられてコルゲートフィン(5)側（上側のサイドプレート(20)では下側、下側のサイドプレート(20)では上側）に突出した突出壁部(21)とを有している。サイドプレート(20)の帯板状部(11)および両突出壁部(21)が両端のコルゲートフィン(5)にろう付されている。

サイドプレート(20)の両突出壁部(21)における両ヘッダタンク(2)(3)寄りの所定長さ部分を除いた部分の帯板状部(11)からの突出長さは、両ヘッダタンク(2)(3)寄りの所定長さ部分に比較して短くなっている。両突出壁部(21)の中央寄りの所定長さ部分を占める突出長さの短い短突出部分を(21a)で示し、同じく両端寄りの所定長さ部分を示す突出長さの長い長突出部分を(21b)で示す。サイドプレート(20)の突出壁部(21)の短突出部分(21a)および長突出部分(21b)における帯板状部(11)から突出長さは、いずれも帯板状部(11)と端部の熱交換管(4)との間の間隔よりも短くなっている。

図７および図８に示すサイドプレート(25)は、突出壁部(21)の長突出部分(21b)における両ヘッダタンク(2)(3)側の部分に、端部の熱交換管(4)側（上側のサイドプレート(20)では下側、下側のサイドプレート(20)では上側）に、端部の熱交換管(4)を越えるまで延ばされた延長部(21c)が一体に設けられている。延長部(21c)は、端部の熱交換管(4)の通風方向両側縁部にろう付されている。

この発明による熱交換器は、カーエアコンを構成する冷凍サイクルのコンデンサとして好適に用いられる。

(1)：コンデンサ（熱交換器）
(2)(3)：ヘッダタンク
(4)：熱交換管
(5)：コルゲートフィン
(6)(15)(20)(25)：サイドプレート
(11)：帯板状部
(12)(21)：突出壁部
(21a)：短突出部分
(21b)：長突出部分
(21c)：延長部

Claims

長手方向を同方向に向けた状態で互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に、長手方向をヘッダタンクの長手方向および通風方向と直角をなす方向に向けた状態で互いに間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間および両端の熱交換管の外側に配置されて熱交換管に接合されたフィンと、両端のフィンの外側に配置されてフィンに接合されたサイドプレートとを備えている熱交換器であって、
サイドプレートが、長手方向を熱交換管の長手方向に向けるとともに幅方向を通風方向に向け、かつフィンに接合された帯板状部と、帯板状部の通風方向両側縁のうちの少なくともいずれか一方に設けられてフィン側に突出した突出壁部とを有し、突出壁部における帯板状部からの突出長さが、帯板状部と端部の熱交換管との間の間隔よりも短くなっている熱交換器。
サイドプレートの突出壁部が、帯板状部の通風方向の一側縁のみに一体に設けられている請求項１記載の熱交換器。
サイドプレートの突出壁部が、帯板状部の通風方向の両側縁に一体に設けられている請求項１記載の熱交換器。
サイドプレートの突出壁部における両ヘッダタンク寄りの部分を除いた部分の帯板状部からの突出長さが、両ヘッダタンク寄りの部分に比較して短くなっている請求項３記載の熱交換器。
サイドプレートの突出壁部における両ヘッダタンク寄りの部分の一部が、端部の熱交換管に接合されている請求項４記載の熱交換器。
サイドプレートの突出壁部における両ヘッダタンク寄りの部分の一部が、端部の熱交換管側に延ばされ、当該延長部が端部の熱交換管に接合されている請求項５記載の熱交換器。