JP2928957B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主に車両用空調装置
に用いられる熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パラレルフロータイプの熱交換器
は、チューブとフィンとを交互に複数段積層し、積層さ
れたチューブの両端部にヘッダパイプを接続するように
したものが周知であり、かかる熱交換器の正面の形状は
一般的に略矩形状であった（例えば、特開昭６３−３４
４６６号公報参照）。

【０００３】しかし、近年、車両がダウンノーズ傾向と
なるに伴い、エンジンルーム前方の上下寸法が縮小化さ
れているため、エンジンルーム前方に熱交換器を配設す
るには、ヘッドライトや配管類等により熱交換器下部両
隅部に制約を受ける場合が多くなった。この場合、熱交
換器を小型化すれば配設が容易となるが、熱交換器の正
面面積を縮小させると、熱交換能力が低下するという不
具合がある。

【０００４】かかる問題の対処を図って、熱交換器を矩
形状でない異形状に形成し、熱交換能力を低下せしめず
に設置可能とした熱交換器が、例えば、実開平１−１６
１１０６号公報及び特開平２−３７２８７号公報に開示
されている。

【０００５】上記第１の先行技術は、両端のヘッダパイ
プを複数に分割し、長さの異なるチューブを適宜に組み
合わせて熱交換器の形状を所望する異形状に形成するも
のであった。

【０００６】また、上記第２の先行技術は、ヘッダパイ
プの両端部を曲折すると共に、その曲折した部分に対応
するチューブの長さを他のチューブよりも適宜に短く設
定し成り、熱交換器の四隅をなくして異形状に形成する
ものであった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
１の先行技術は、ヘッダパイプを複数に分割する構造で
あり、そのヘッダパイプの分割部分におけるチューブの
間はフィンのみにより支持されるものであるから、強度
不足であり、熱交換器の組付（ろう付け）時に変形しや
すいという不具合があった。

【０００８】また、前記第２の先行技術は、ヘッダパイ
プの曲折が難しいと共に、ヘッダパイプを曲折しても所
望する形状の熱交換器を得られるとは限らず、さらに、
ヘッダパイプの曲折に伴って数種類の長さのチューブを
用意しなければならないからコスト的にも問題があり、
実用に適さないものであった。

【０００９】そこで、この発明は上記問題点を解消し、
強度を有し、且つ所望の形状が適宜に得られるように図
った熱交換器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係る熱交換器は、チューブとフィンとを
交互に複数段積層し、積層された各チューブの両端部を
ヘッダパイプに接続し、このヘッダパイプの内部に適宜
な数の仕切部材を配して複数のパスを持つフローパター
ンを形成して成る主熱交換器と、前記主熱交換器に比し
てヘッダパイプ間の長さを短く設定して成り、冷媒の流
れの最後のパスとする少なくとも１つ以上の従熱交換器
と、前記主熱交換器のヘッダパイプと従熱交換器のヘッ
ダパイプに各々設けられ、主熱交換器と従熱交換器とを
連結するブラケットと、前記主熱交換器の冷媒の流れの
フローパターンの最後のパスを構成するヘッダパイプと
従熱交換器のヘッダパイプとの間を接続する接続パイプ
とを具備して成るものである。

【００１１】

【作用】したがって、ヘッダパイプに設けたブラケット
を介して主従の熱交換器が連結され、主熱交換器は複数
のパスを持つフローパターンを持っており、この熱交換
器の最終のパスを構成するヘッダパイプと従熱交換器の
ヘッダパイプとの間を接続パイプにて接続した構成か
ら、パラレルフロータイプの最終パスを従熱交換器に担
わせることが出来るようになり、熱交換面積の少ない従
熱交換器を最終段のパスに設定するに好都合であると共
に、各主従の熱交換器を構成するチューブの長さを適宜
に設定することで熱交換器の大きさが任意に可変され、
これらの主従の熱交換器を組み合わせることで所望の形
状の熱交換器を構成することができ、且つ主従の熱交換
器のヘッダパイプは接続パイプを介して接続されるもの
であり、これらにより上記課題を解決することができ
る。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。

【００１３】図１乃至図７において、パラレルフロータ
イプの熱交換器は、各ヘッダパイプ間の長さが異なる主
及び従の熱交換器１，２を組み合わせて基本的に構成さ
れている。

【００１４】主熱交換器１は、偏平状のチューブ４とフ
ィン５とを交互に複数段積層し、積層されたチューブ４
の両端部を一対のヘッダパイプ６，７に接続して構成さ
れている。

【００１５】チューブ４は、略矩形状のもので、例えば
図３に示すように、押出成形により内部に複数の流路１
０が形成された押出成形チューブより成り、その両端は
図４に示すように、下記するヘッダパイプ６，７のチュ
ーブ挿入孔１１に挿入されている。

【００１６】ヘッダパイプ６，７は、略円筒状のもの
で、図１及び図５に示されるように、略半円筒状のヘッ
ダパイプ構成部材１３，１４を接合して構成されてお
り、かかるヘッダパイプ６，７の両端の開口部はキャッ
プ１６，１７により閉塞されている。このキャップ１
６，１７のうち、上部に配された一方のキャップ１６に
は、熱交換器を車両に固定するためのブシュ１８が設け
られている。また、このヘッダパイプ６，７の所定位置
には、図１及び図５に示されるように、該ヘッダパイプ
６，７内を仕切る仕切部材２０，２１が突起２０ａ，２
１ａ，２０ｂ，２１ｂを介して介挿されていると共に、
一方のヘッダパイプ６の上方部に、流体の吸入口２３が
開口されている。そして、このヘッダパイプ６，７の下
方の所定位置には、下記する従熱交換器２を連結するた
めの螺子通孔２４が穿設された略Ｌ字状のブラケット２
５，２６がろう付けによって固定されるようになってい
る。又、ヘッダパイプ６の上方には、熱交換器を車両に
固定するための螺子通孔２７ａを有するブラケット２７
が固定されるようになっている。

【００１７】尚、上記主熱交換器１の積層方向両端には
端板２８，２９が配設されており、該端板２８，２９
は、主熱交換器１の補強をなすようになっている。ま
た、ヘッダパイプ７の下方のキャップ１７にはパイプ接
続孔１７ａが設けられ、このパイプ接続孔１７ａには、
主熱交換器１のヘッダパイプ７と従熱交換器２のヘッダ
パイプ３６とを連通（接続）するための接続パイプ３０
がトウチろう付け等によって接続されるようになってい
る。この接続パイプ３０の固定は、主熱交換器１の組み
付け（ろう付け）後においてなされる。

【００１８】従熱交換器２は、ヘッダパイプ間の長さを
縮小すると共に、チューブの積層枚数を減らして上記主
熱交換器１を小型化したものであり、上記チューブ４よ
りも長手方向の長さを短くしたチューブ３２（上記チュ
ーブ４と内部構造が同じである複数の流路が形成された
押出成形チューブである）とフィン３３とを交互に複数
段積層すると共に、積層されたチューブ３２の両端部を
下記する一対のヘッダパイプ３５，３６に接続して構成
されている。

【００１９】ヘッダパイプ３５，３６は、前記主熱交換
器１のヘッダパイプ６，７の長さを縮小したものであ
り、略円筒状をなし、ヘッダパイプ構成部材３８，３９
を接合して構成され、その両端の開口部はキャップ４０
によって閉塞されるようになっている。このヘッダパイ
プ３５，３６内には仕切りが配されないが、一方のヘッ
ダパイプ３５には流体の排出口４２が開口され、他方の
ヘッダパイプ３６には接続パイプ３０を接続するための
パイプ接続孔４３が開口されている。そしてこのヘッダ
パイプ３５，３６の上方の所定位置には、この従熱交換
器２を前記主熱交換器１に連結するための螺子通孔４５
が穿設された略Ｌ字状のブラケット４６，４７がろう付
けによって固定されるようになっている（図７参照）。

【００２０】尚、上記従熱交換器２の積層方向両端には
端板５０，５１が配設されており、該端板５０，５１
は、従熱交換器２の補強をなすようになっている。そし
て一方の端板５１は、略Ｌ字状に曲折されており、この
端板５１の所定位置の２箇所には熱交換器を車両に固定
するための取付孔５３，５３が穿設されている。

【００２１】上記構成における主熱交換器１及び従熱交
換器２は、各々個別に組み付けられて、個別にろう付け
がなされる。

【００２２】しかるに、かかる主熱交換器１及び従熱交
換器２を連結して熱交換器を構成するには、下記する手
順による。

【００２３】主熱交換器１及び従熱交換器２を連結する
には、該主熱交換器１及び従熱交換器２のヘッダパイプ
６，７及び３５，３６に固定されたブラケット２５，２
６とブラケット４６，４７とをボルト５５とナット５６
とで締め付ける（図１及び図７参照）。これにより、主
及び従熱交換器１，２の双方は変形することなく連結さ
れ、連結された後は、このブラケット２５，２６とブラ
ケット４６，４７とによって主及び従熱交換器１，２間
の補強がなされる。なお、ブラケット間の連結は、リベ
ット又はスポット溶接等で行ってもよく、特に限定はし
ない。

【００２４】主及び従熱交換器１，２をブラケットを介
して連結した後は、主熱交換器１のヘッダパイプ７と従
熱交換器２のヘッダパイプ３６とを接続パイプ３０を介
して接続する。この接続パイプ３０は、その両端が主熱
交換器１のキャップ１７に形成のパイプ接続孔１７ａと
従熱交換器２のヘッダパイプ３６に形成のパイプ接続孔
４３とに、例えばトウチろう付け等によって接続される
ものである。

【００２５】以上の如くに組み付けられた熱交換器は、
主熱交換器１に設けたブシュ１８及びブラケット２７
と、従熱交換器２に設けた取付孔５３，５３を介して車
両のエンジンルーム内に装着される。そしてかかる構成
により、吸入口２３から主熱交換器１のヘッダパイプ６
に流入された流体は、仕切部材２０より上方の各チュー
ブ４内を流れ、ヘッダパイプ７に至り、該ヘッダパイプ
７から仕切部材２１より上方の各チューブ４内を流れ、
再びヘッダパイプ６に至り、該ヘッダパイプ６から下方
の段の各チューブ４内を流れてヘッダパイプ７に集めら
れ、そこから接続パイプ３０を介して従熱交換器２のヘ
ッダパイプ３６に流入され、該従熱交換器２の各チュー
ブ３２内を流れた後、ヘッダパイプ３５に集められて排
出口４２から排出される所謂４パスのフローパターンを
移動するもので、各チューブ内を流れている間に外部の
空気との間で熱交換がなされるようになっている。

【００２６】しかるに、上記構成における熱交換器は、
ヘッダパイプ間の長さが異なる主及び従熱交換器１，２
を個別に構成し、この主及び従熱交換器１，２をブラケ
ット２５，２６及び４６，４７を介して連結するもので
あるから、熱交換器を適宜な形状に設定することができ
て、車両のスペースに制約がある場合にあってもその取
付が容易にできると共に、主及び従熱交換器１，２間の
補強が十分になされ、組付時及び組付後に熱交換器が変
形することが防止できる。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
ヘッダパイプ間の長さが異なる主及び従熱交換器を個別
に構成し、この主及び従熱交換器をブラケットを介して
連結して冷媒の流れが複数のパスを持つフローパターン
の一つの熱交換器を構成するものであり、最終段のパス
を従熱交換器に担わせることができ、熱交換面積の少な
い従熱交換器を最終段のパスに設定するに好都合である
し、また熱交換器を適宜な形状に設定することができ
て、車両のスペースに制約がある場合にあってもその取
付が容易にできると共に、主及び従各熱交換器間の補強
が十分になされ、組付時及び組付後に熱交換器が変形す
ることが防止できる。

【００２８】また、主及び従熱交換器間を連結するブラ
ケットの形状を適宜に変更することで、主熱交換器に対
する従熱交換器の角度を自由に設定することができ、熱
交換器を異形状にする範囲を拡大することができるとい
う利点を有する。

【００２９】さらに、主及び従熱交換器は個別に組み付
けられるものであるから、自動組立に適し、組み付けに
かかる作業性を向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係る熱交換器の正面図であ
る。

【図２】同上の熱交換器の側面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】図２のＣ−Ｃ線断面図である。

【図６】図２のＤ−Ｄ線断面図である。

【図７】図１のＥ−Ｅ線断面図である。

【符号の説明】

１ 主熱交換器 ２ 従熱交換器 ４，３２ チューブ ５，３３ フィン ６，７，３５，３６ ヘッダパイプ ２５，２６，３５，３６ ブラケット ３０ 接続パイプ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チューブとフィンとを交互に複数段積層
   し、積層された各チューブの両端部をヘッダパイプに接
   続し、このヘッダパイプの内部に適宜な数の仕切部材を
   配して複数のパスを持つフローパターンを形成して成る
   主熱交換器と、 前記主熱交換器に比してヘッダパイプ間の長さを短く設
   定して成り、冷媒の流れの最後のパスとする少なくとも
   １つ以上の従熱交換器と、 前記主熱交換器のヘッダパイプと従熱交換器のヘッダパ
   イプに各々設けられ、主熱交換器と従熱交換器とを連結
   するブラケットと、 前記主熱交換器の冷媒の流れのフローパターンの最後の
   パスを構成するヘッダパイプと従熱交換器のヘッダパイ
   プとの間を接続する接続パイプとを具備して成ることを
   特徴とする熱交換器。