JP2022097926A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラケットにより遮られる風の量を低減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を適用したコンデンサ1の熱交換コア部のサイドプレート6に固定されたブラケット7は、サイドプレート6に固定される固定部71と、固定部71からサイドプレート6の外側に延びかつ熱交換器設置物に締結される締結部72とからなる。ブラケット7の締結部72の上下方向の中間部に、左右方向の幅が締結部72の他の部分の左右方向の幅よりも狭くなった絞り部73が設けられている。締結部72の絞り部73の左右両側縁部に、風下側に突出しかつ風下側に向かって絞り部73から離れるように斜めに広がった第１ガイド部76が設けられている。【選択図】図２

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は、自動車のエンジンルーム内において、エンジン冷却液を冷却するラジエータの風上側（車両の前方側）に配置されてラジエータに設けられた取付部に締結されて用いられる。

この種の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、長手方向を通風方向と直交する第１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設けられた熱交換コア部とを備えており、熱交換コア部の前記第１方向の長手方向両端部に、それぞれ長手方向を通風方向および前記第１方向と直交する第２方向に向けたサイドプレートが配置され、少なくともいずれか一方のサイドプレートにブラケットが固定され、ブラケットが、サイドプレートに固定される固定部と、固定部からサイドプレートの外側に延びかつ熱交換器設置物に締結される締結部とからなり、ブラケットの締結部が風上側から見て縦長方形状であり、締結部の前記第２方向の幅が前記第１方向の全長にわたって等しくなっている熱交換器が知られている(特許文献１参照）。

特開２００４－１３２５６８号公報

しかしながら、特許文献１記載の熱交換器においては、ブラケットの締結部が風上側から見て縦長方形状であって、締結部の前記第２方向の幅が前記第１方向の全長にわたって等しくなっているので、締結部に遮られる風の量が比較的多くなり、風下側に配置されているラジエータに当たる風の量が少なくなって、ラジエータの熱交換効率が低下するおそれがある。

この発明の目的は、上記問題を解決し、ブラケットにより遮られる風の量を低減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)長手方向を通風方向と直交する第１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設けられた熱交換コア部とを備えており、熱交換コア部の前記第１方向の長手方向両端部に、それぞれ長手方向を通風方向および前記第１方向と直交する第２方向に向けたサイドプレートが配置され、少なくともいずれか一方のサイドプレートにブラケットが固定され、ブラケットが、サイドプレートに固定される固定部と、固定部からサイドプレートの外側に延びかつ熱交換器設置物に締結される締結部とからなる熱交換器であって、
ブラケットの締結部における前記第１方向の中間部に、前記第２方向の幅が締結部の他の部分の前記第２方向の幅よりも狭くなった絞り部が設けられている熱交換器。

2)ブラケットの締結部における絞り部の前記第２方向の両側縁部に、風下側に突出しかつ風下側に向かって絞り部から離れるように斜めに広がった第１ガイド部が設けられている上記1)記載の熱交換器。

3)ブラケットの固定部および締結部が幅方向を前記第２方向に向けた平板状であり、ブラケットの締結部に、絞り部よりも固定部側に位置しかつ絞り部よりも幅広の第１幅広部と、絞り部よりも先端側に位置しかつ絞り部よりも幅広の第２幅広部とが設けられており、絞り部が風上側から見て長方形状であり、第１幅広部および第２幅広部の前記第２方向両側縁部における少なくとも絞り部側の部分が、絞り部の前記第２方向両側縁部に連なりかつ絞り部から遠ざかるにつれて前記第２方向の外側に傾斜しており、第１ガイド部の前記第１方向の両側縁部と、第１幅広部および第２幅広部の前記第２方向両側縁部における絞り部の前記第２方向両側縁部に連なりかつ絞り部から遠ざかるにつれて前記第２方向の外側に傾斜した部分との間に、第２ガイド部が設けられている上記2)記載の熱交換器。

4)ブラケットの固定部の前記第２方向の幅と、第１幅広部および第２幅広部の前記第２方向の最大幅とが等しくなっている上記3)記載の熱交換器。

上記1)～4)の熱交換器によれば、ブラケットの熱交換器設置物に締結される締結部における前記第１方向の中間部に、前記第２方向の幅が締結部の他の部分の前記第２方向の幅よりも狭くなった絞り部が設けられているので、特許文献1記載の熱交換器に比較してブラケットにより遮られる風の量を低減することができる。したがって、上記1)～4)の熱交換器を、自動車のエンジンルーム内においてラジエータの風上側に配置されてラジエータに設けられた取付部に締結されるカーエアコン用コンデンサに用いた場合、ラジエータに当たる風の量が少なくなることを防止して、ラジエータの熱交換効率の低下を抑制することが可能になる。

上記2)の熱交換器によれば、ブラケットの締結部の絞り部に設けられた第１ガイド部に沿って空気がスムーズに流れる。したがって、上記2)の熱交換器を、自動車のエンジンルーム内においてラジエータの風上側に配置されてラジエータに設けられた取付部に締結されるカーエアコン用コンデンサに用いた場合、ブラケットの締結部の近傍を通過する風が、効率よくラジエータに流れる。

上記3)の熱交換器によれば、第1ガイド部および第２ガイド部の働きによって、ブラケットの締結部の強度が増大し、上記39の熱交換器、たとえばコンデンサを、ブラケットを利用して車両に装着した際に、ブラケットの締結部に振動荷重が集中して負荷された場合にも、当該振動荷重に対する耐久性が向上する。

また、１つのブランクにプレス加工を施すことによって、ブラケットを成形することができるので、製造が容易になる。

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概略的に示し、コンデンサをラジエータの風上側に配置した状態の正面図である。 図１のコンデンサの一部分を拡大して具体的に示す正面図である。 図１のコンデンサの一部分を拡大して具体的に示す背面側から見た斜視図である。 図２のＡ－Ａ線断面図である。

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、熱交換器設置物であるラジエータの風上側に配置されるカーエアコン用のコンデンサに適用したものである。したがって、ラジエータおよびコンデンサに対する通風方向は図１の紙面表裏方向であり、同図の紙面表側が風上側、紙面裏側が風下側である。

以下の説明において、図１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は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概略的に示し、図２～図４はその要部の構成を具体的に示す。

図１において、ラジエータ(1)の風上側に配置されたコンデンサ(2)は、凝縮部(3)と、凝縮部(3)の下方に設けられた過冷却部(4)と、長手方向を上下方向に向けた状態で凝縮部(3)と過冷却部(4)との間に設けられ、かつ凝縮部(3)で凝縮した気液混相冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を貯留するとともに液相冷媒を過冷却部(4)に供給するアルミニウム製タンク状受液器(5)とからなる。コンデンサ(2)は、圧縮機、膨張弁（減圧器）およびエバポレータとともに、フロン系冷媒を用いる冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両に搭載される。

ラジエータ(1)は、長手方向を左右方向に向けた状態で上下方向に間隔をおいて配置された１対のヘッダタンク(11)(12)と、両ヘッダタンク(11)(12)間に設けられた熱交換コア部(13)とからなる。図示は省略したが、熱交換コア部(13)は、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複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間に配置されたコルゲート状のフィンとを有する。

コンデンサ(2)は、長手方向を上下方向（通風方向と直交する第１方向）に向けた状態で左右方向（通風方向および第１方向と直交する第２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(21)(22)と、両ヘッダタンク(21)(22)間に設けられた熱交換コア部(23)とを備えている。両ヘッダタンク(21)(22)はそれぞれ仕切部材(24)(25)により上下２つの区画に分割されており、仕切部材(24)(25)よりも上方に凝縮部(3)が設けられ、同下方に過冷却部(4)が設けられている。そして、左ヘッダタンク(21)の仕切部材(24)よりも上方の区画が凝縮部入口ヘッダ(31)、右ヘッダタンク(22)の仕切部材(25)よりも上方の区画が凝縮部出口ヘッダ(32)、右ヘッダタンク(22)の仕切部材(25)よりも下方の区画が過冷却部入口ヘッダ(41)、左ヘッダタンク(21)の仕切部材(24)よりも下方の区画が過冷却部出口ヘッダ(42)となっている。

熱交換コア部(23)は、長手方向を左右方向に向けた状態で熱交換コア部(23)の上下両端に配置されたアルミニウム製のサイドプレート(6)を備えており、上下両サイドプレート(6)に左右方向に間隔をおいて固定された複数、ここでは２つのブラケット(7)を利用してラジエータ(1)に設けられた取付部、この実施形態では上下両ヘッダタンク(11)(12)に取り付けられている。

図示は省略したが、熱交換コア部(23)の上下両サイドプレート(6)間には、長手方向を左右方向に向けた状態で上下方向に間隔をおいて配置され、かつ左右両端部が左右両ヘッダタンク(21)(22)に接続された複数のアルミニウム製熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間に配置されて熱交換管にろう材により接合（以下、ろう材による接合をろう付と称する）されたコルゲート状のアルミニウム製フィンと、上下両端の熱交換管の外側に配置されて熱交換管にろう付されたコルゲート状のアルミニウム製端部フィンとが設けられている。上下両サイドプレート(6)は端部フィンにろう付されている。なお、上側の端部フィンの一部は図２および図３に図示されており、符号(231)を付す。そして、仕切部材(24)(25)よりも上方に存在する複数の熱交換管により冷媒が左から右に流れる第１熱交換パス(P1)が構成され、同じく下方に存在する複数の熱交換管により冷媒が右から左に流れる第２熱交換パス(P2)が構成されている。

受液器(5)は長手方向を上下方向に向けた中空密閉状であって、凝縮部出口ヘッダ(32)および過冷却部入口ヘッダ(41)に通じており、凝縮部出口ヘッダ(32)から流入した気液混相冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離し、液相冷媒を過冷却部入口ヘッダ(41)に流出させる。

したがって、圧縮機で圧縮された高温高圧の気液混相冷媒が凝縮部入口ヘッダ(31)に入った後、第１熱交換パス(P1)を流れて凝縮部出口ヘッダ(32)に入り、ついで受液器(5)内に入る。受液器(5)内に入っった気液混相冷媒は気液２相に分離され、液相冷媒が受液器(5)から過冷却部入口ヘッダ(41)に入り、第２熱交換パス(P2)を流れて過冷却部出口ヘッダ(42)に入った後に膨張弁を経てエバポレータに送られる。

図２～図４に詳細に示すように、サイドプレート(6)は横断面Ｌ字形であって、端部のフィン(231)にろう付された水平板状部(61)と、水平板状部(61)の風上側縁部に一体に設けられて外側（端部フィン(231)とは反対側）に突出した垂直板状部(62)とよりなる。

上側のサイドプレート(6)にろう付などによって固定された上側のブラケット(7)は、サイドプレート(6)に固定される固定部(71)と、固定部(71)から上側（前記第１方向の外側）に延びてサイドプレート(6)の垂直板状部(62)よりも上方に突出し、かつラジエータ(1)の上ヘッダタンク(11)（熱交換器設置物）に締結される締結部(72)とからなる。固定部(71)および締結部(72)は、幅方向を左右方向に向けた平板状である。

ブラケット(7)の締結部(72)における上下方向の中間部に、左右方向の幅が締結部(72)の他の部分の左右方向の幅よりも狭くなった絞り部(73)が設けられている。絞り部(73)は風上側から見て方形状であって、左右方向の幅が上下方向の全体にわたって一定になっている。

ブラケット(7)の締結部(72)に、絞り部(73)よりも固定部(71)側に位置しかつ絞り部(73)よりも幅広の第１幅広部(74)と、絞り部(73)よりも先端側に位置しかつ絞り部(73)よりも幅広の第２幅広部(75)とが設けられており、第２幅広部(75)の上部に、コンデンサ(2)をラジエータ(1)のヘッダタンク(11)に固定する際のボルトなどを通す貫通穴(751)が形成されている。ブラケット(7)の固定部(71)の左右方向の幅と、締結部(72)の第１幅広部(74)および第２幅広部(75)の左右方向の最大幅とは等しくなっている。

締結部(72)の第１幅広部(74)および第２幅広部(75)の左右両側縁部における少なくとも絞り部(73)側の部分は、絞り部(73)の左右両側縁部に連なりかつ絞り部(73)から遠ざかるにつれて左右方向外側に傾斜している。第２幅広部(75)の左右両側縁部における上述した絞り部側の傾斜部分よりも上方の部分は上下方向に延びる直線状になっており、固定部(71)の左右両側縁部と同一直線上に位置している。

ブラケット(7)の絞り部(73)の左右両側縁部には、風下側に突出しかつ風下側に向かって絞り部(73)から離れるように斜め外側に広がった第１ガイド部(76)が設けられている。第１ガイド部(76)の上下両側縁部と、第１幅広部(74)および第２幅広部(75)の左右両側縁部における絞り部(73)の左右両側縁部に連なって左右方向外側に傾斜した部分との間に、第２ガイド部(77)が設けられている。また、第１幅広部(74)の上部および第２幅広部(75)の下部、ならびに第２幅広部(75)の上側縁部には、それぞれ風下側に突出した補強リブ(78)が一体に設けられている。

下側のサイドプレート(6)に固定された下側のブラケット(7)は、上側ブラケット(7)と同一形状のものが上下逆向きに配置されたものである。

ブラケット(7)は、１つの金属製ブランクにプレス加工を施すことによって、固定部(71)と、絞り部(73)、第１幅広部(74)、第２幅広部(75)、第１ガイド部(76)および第２ガイド部(77)を有する締結部(72)と、各部の補強リブ(78)を一体に成形することができるので、製造が容易になる。

上述したコンデンサ(2)において、ブラケット(7)を利用してラジエータ(1)に取り付けた際には、絞り部(73)の働きによってブラケット(7)により遮られる風の量を低減することができるので、ラジエータ(1)に当たる風の量が少なくなることを防止して、ラジエータ(1)の熱交換効率の低下を抑制することが可能になる。また、ブラケット(7)の締結部(72)の絞り部(73)に設けられた第１ガイド部)76)に沿って空気がスムーズに流れるので、ブラケット(7)の締結部(73)の近傍を通過する風が、効率よくラジエータ(1)に流れる。

さらに、コンデンサ(2)を、ブラケット(7)を利用してラジエータ(1)に取り付けた際に、上下のブラケット(7)の第１ガイド部(76)、第２ガイド部(77)および補強リブ(78)の働きによって、ブラケット(7)の締結部(72)の強度が増大し、ブラケット(7)の締結部(72)に振動荷重が集中して負荷された場合にも、当該振動荷重に対する耐久性が向上する。

上述した実施形態においては、この発明の熱交換器がカーエアコン用のコンデンサ(2)に適用されているが、これに限定されるものではなく、サイドプレート(6)に固定されたブラケット(7)を利用して取り付けられるものであれば、他の用途の熱交換器にも適用可能である。

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。

(2)：コンデンサ（熱交換器）
(21)(22)：ヘッダタンク
(23)：熱交換コア部
(6)：サイドプレート
(7)：ブラケット
(71)：固定部
(72)：締結部
(73)：絞り部
(74)：第１幅広部
(75)：第２幅広部
(76)：第１ガイド部
(77)：第２ガイド部

Claims (4)

1. 長手方向を通風方向と直交する第１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設けられた熱交換コア部とを備えており、熱交換コア部の前記第１方向の長手方向両端部に、それぞれ長手方向を通風方向および前記第１方向と直交する第２方向に向けたサイドプレートが配置され、少なくともいずれか一方のサイドプレートにブラケットが固定され、ブラケットが、サイドプレートに固定される固定部と、固定部からサイドプレートの外側に延びかつ熱交換器設置物に締結される締結部とからなる熱交換器であって、
   ブラケットの締結部における前記第１方向の中間部に、前記第２方向の幅が締結部の他の部分の前記第２方向の幅よりも狭くなった絞り部が設けられている熱交換器。
2. ブラケットの締結部における絞り部の前記第２方向の両側縁部に、風下側に突出しかつ風下側に向かって絞り部から離れるように斜めに広がった第１ガイド部が設けられている請求項１記載の熱交換器。
3. ブラケットの固定部および締結部が幅方向を前記第２方向に向けた平板状であり、ブラケットの締結部に、絞り部よりも固定部側に位置しかつ絞り部よりも幅広の第１幅広部と、絞り部よりも先端側に位置しかつ絞り部よりも幅広の第２幅広部とが設けられており、絞り部が風上側から見て長方形状であり、第１幅広部および第２幅広部の前記第２方向両側縁部における少なくとも絞り部側の部分が、絞り部の前記第２方向両側縁部に連なりかつ絞り部から遠ざかるにつれて前記第２方向の外側に傾斜しており、第１ガイド部の前記第１方向の両側縁部と、第１幅広部および第２幅広部の前記第２方向両側縁部における絞り部の前記第２方向両側縁部に連なりかつ絞り部から遠ざかるにつれて前記第２方向の外側に傾斜した部分との間に、第２ガイド部が設けられている請求項２記載の熱交換器。
4. ブラケットの固定部の前記第２方向の幅と、第１幅広部および第２幅広部の前記第２方向の最大幅とが等しくなっている請求項３記載の熱交換器。
   

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