JP3683001B2

JP3683001B2 - Double stacked heat exchanger

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Publication number: JP3683001B2
Application number: JP06305295A
Authority: JP
Inventors: 幹生渡辺; 隆幸安武; 正一渡辺
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Showa Denko KK
Priority date: 1994-04-12
Filing date: 1995-03-22
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2020-08-17
Also published as: JPH07332890A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えばラジエータ、コンデンサ、エバポレータ、インタークーラあるいはエンジンオイルクーラ等の２つ以上の熱交換器が一体的に構成された複式積層型熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばエンジン冷却用のラジエータとカーエアコン用のコンデンサは、それぞれ別々に製造され、自動車のエンジンルーム内の前方位置に、コンデンサがラジエータの風上側に位置する前後近接状態に並設される。
【０００３】
しかしながら、このように両者を別々に製造し、かつエンジンルーム内の限られたスペースに前後近接状態に設置するのでは、製造および設置作業のいずれについても、コストおよび手間がかかってしまう。かかる不都合は、コンデンサとラジエータとの関係に限定されるものではなく、他の熱交換器どおしについても生じ得るものである。
【０００４】
一方において、例えば特開平１−２４７９９０号公報に示されるように、コンデンサとラジエータのように２つの熱交換器を一体化した複式一体型熱交換器が提案されている。
【０００５】
この複式一体型熱交換器は、所定間隔を隔てて互いに平行状に配置した一対のヘッダーの間に、相互間にフィンを介在させた複数本の偏平状チューブを配置し、各チューブの両端部を対応するヘッダーに連通接続した第１熱交換器および第２熱交換器を前後に並設し、各熱交換器のフィンとして両熱交換器に跨がる共通のフィンを採用することにより、両熱交換器を連結一体化したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の複式一体型熱交換器にあっては、分離独立した複数の熱交換器と較べると、一体的に構成されているため自動車等への取り付け作業の簡素化を図ることができるという利点はある。
【０００７】
しかしながら、この種の従来の複式一体型熱交換器は、基本的には別個独立した熱交換器相互を共通のフィンで連結したものであるにすぎないため、製造効率が必ずしも著しく向上するものではなく、従って大幅な製造コストダウンを図り得るというものではなかった。また、平行状に配置した一対のヘッダーパイプと、それらを連通接続する複数本のチューブを備えた従来の構成をそのまま具有する複数の熱交換器を単に前後に配置して連結したものであるに過ぎないため、近年とくに強く要請されている小型かつ軽量化というニーズを必ずしも充分に満たし得るものではなかった。
【０００８】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、製造効率を大幅に向上し得、もって製造コストダウンを図ることができると共に、より一層の小型かつ軽量化を図ることができる複式一体型の熱交換器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
而して、この発明は、基本構成として、複数枚の帯板状チューブエレメントを相互間にフィンを介在させた状態で厚さ方向に積層配置したいわゆる積層型の熱交換器を採用し、その各チューブエレメントに、相互に独立する態様で偏平状チューブとその両端に連通した膨出状ヘッダーとからなる複数の熱交換媒体流通路を設けることにより、複数の熱交換器を一体的に構成するようにしたものである。即ち、この発明は、複数枚の帯板状チューブエレメントを備え、
これら各チューブエレメントは、２枚のコアプレートが対向状に重ね合わされることにより、偏平状チューブとその両端に連通した膨出状ヘッダーとからなる、相互に独立した複数の熱交換媒体流通路が形成されたものであり、
これらチューブエレメントが、前記偏平状チューブ相互間にフィンを介在配置させ、かつ前記ヘッダー相互を接合させた状態で、厚さ方向に積層配置され、
隣接する前記チューブエレメントにおける対応位置の前記熱交換媒体流通路どおしが、前記ヘッダーにおいて連通接続されることにより、相互に独立した複数の熱交換器が一体的に構成されてなることを特徴とする複式積層型熱交換器を要旨とするものである。
【００１０】
上記複式積層型熱交換器における相互に独立した複数の熱交換器の組み合わせとしては、例えばコンデンサとラジエータ、インタークーラとラジエータ、エンジンオイルクーラとラジエータなどを好適実施例として挙げることができる。もっとも、このように種類の異なる２つの熱交換器の組み合わせにのみに限定されるものではなく、種類の異なる３以上の熱交換器の組み合わせにも適用され、あるいは更に同種の２以上の熱交換器の組み合わせにも同様に適用されるものである。
【００１１】
複式積層型熱交換器は、チューブエレメントが水平状態で上下方向に積層配置されたいわゆる横式のものであっても良く、またチューブエレメントが鉛直状態で左右方向に積層配置されたいわゆる縦式のものであっても良い。
【００１２】
各チューブエレメントにおける熱交換媒体流通路相互の熱影響を少なくする目的で、両熱交換媒体流通路の偏平状チューブ相互間に、１ないし複数個の切欠き部を形成することが望ましい。
【００１３】
また、フィンとして、部品点数を減少させ、フィンのセッティングを容易に行い得るようにする目的で、各チューブエレメントの両偏平状チューブに跨がる態様で配置された１つの共有フィンからなり、かつその幅方向の中間部に、前記両偏平状チューブ間での熱伝導を遮断する１ないし複数個の切欠き部が形成されてなるものを用いることが望ましい。
【００１４】
いずれか一の熱交換器をコンデンサとして構成する場合には、その耐圧性および熱交換効率を向上させる目的で、コンデンサとして機能する熱交換媒体流通路における偏平状チューブの内部にコルゲート状のインナーフィンを装填し、該フィンをもって前記流通路部を複数の通路に区画すると共にチューブエレメントを構成する一対のコアプレート相互を接合一体化することが望ましい。
【００１５】
【作用】
隣接するチューブエレメントの熱交換媒体流通路どおしが膨出状ヘッダーにおいて連通接続されることによって、複数の熱交換器が構成される。
【００１６】
チューブエレメントの各熱交換媒体流通路には、それぞれ熱交換媒体が一方のヘッダーから流入し、偏平状チューブを流通して他方のヘッダーに流入する。
【００１７】
このように各熱交換器内には熱交換媒体がそれぞれ独立した状態で別々に流通する一方で、これら熱交換器を構成するチューブエレメント相互間に形成されたフィンを含む空気流通間隙を空気が流通する。而して、各熱交換媒体と空気との間で熱交換が行われる。
【００１８】
【実施例】
以下、この発明を、ラジエータとコンデンサとを一体的に有する熱交換器に適用した実施例に基づいて説明する。
【００１９】
なお、この明細書において、アルミニウムの語はアルミニウム合金を含む意味において使用する。
【００２０】
（第１実施例）
図１ないし図２１は、この発明の第１の実施例を示すものであり、この実施例にかかる複式積層型熱交換器は、その各チューブエレメント内をそれぞれ熱交換媒体が上下方向に流通するいわゆる縦式のものである。
【００２１】
この熱交換器は、鉛直状態でかつ左右方向に積層された複数枚の縦長状のアルミニウム製帯板状チューブエレメント（１）と、その隣接するチューブエレメント（１）（１）の間に介在配置され、かつ接合一体化された同じくアルミニウム製のコルゲートフィン（２）とを有する。
【００２２】
前記チューブエレメント（１）は、図１および図１７に示すように、幅方向の両側に、偏平状チューブ（３ａ）（４ａ）とその両端に連通した膨出状ヘッダー（３ｂ）（４ｂ）とからなる熱交換媒体流通路（３）（４）を相互に独立する態様で一体的に有するものである。その一方の風上側に位置する熱交換媒体流通路（３）はコンデンサ（Ｘ）として、また他方の風下側に位置する熱交換媒体流通路（４）はラジエータ（Ｙ）としてそれぞれ機能するものである。
【００２３】
そして、前記両偏平状チューブ（３ａ）（４ａ）の間には、両チューブ間での熱伝導を遮断する長手方向に沿った細長い切欠き部（５）が形成されている。この切欠き部（５）の存在により、一方の偏平状チューブ（３ａ）の熱が他方の偏平状チューブ（４ａ）に伝導されるのが抑制されるようになされている。
【００２４】
そして、各チューブエレメント（１）は、図１０ないし図１３に示すように、隣接するものどうしがヘッダー（３ｂ）（４ｂ）において当接状態にろう付接合されると共に、各ヘッダー（３ｂ）（４ｂ）に設けられた熱交換媒体流通孔（６）（７）を介して隣接ヘッダー相互が連通接続状態となされている。
【００２５】
前記各チューブエレメント（１）は、２枚の細長い皿状を呈する帯板状のコアプレート（Ｐ）を対向状に重ね合わせてろう付一体化することにより形成されている。
【００２６】
このコアプレート（Ｐ）は、プレス加工により形成されたものである。このようにプレス加工により形成すれば、製造効率の大幅な向上を図ることができる。上記コアプレート（Ｐ）の材料としては、アルミニウム製芯材の表裏両面にろう材層がクラッドされたブレージングシートが好適に用いられる。このようにブレージングシートからなるものを用いることにより、チューブエレメント（１）を構成する対向配置された２枚のコアプレート（Ｐ）（Ｐ）相互、隣接するチューブエレメント（１）相互およびチューブエレメント（１）とフィン（２）相互のろう付一体化等のろう付作業を容易かつ確実に行うことができる。
【００２７】
前記コアプレート（Ｐ）は、例えば図６に示すように、全体が縦長状を呈するもので、その両端部が円弧状に縁取りされると共に、該円弧状両端部の幅方向の一側部側がそれぞれ先端側から段状に切欠かれた形状を呈するものとなされている。
【００２８】
またこのコアプレート（Ｐ）の両端部には、それぞれその幅方向の一側部側、即ち前記段状切欠き部を有する側の該切欠き段部の基端部寄りに位置して、円形の外方膨出部（１５）（１５）が形成されている。これら両膨出部（１５）（１５）の頂壁には、それぞれ円形の流通孔（１６）（１６）が穿設されており、その一方の流通孔（１６）の周縁にはその全周に亘って外方突出状のフランジ（１６ａ）が延設されている。
【００２９】
一方、コアプレート（Ｐ）の両端部には、それぞれ前記円形外方膨出部（１５）（１５）を除いた残部の全体を占める態様で縦長湾曲状を呈する相対的に大きな外方膨出部（１７）（１７）が形成されている。これらの縦長湾曲状を呈する両膨出部（１７）（１７）の頂壁にも、それぞれ該膨出部の形状に対応した形状を呈する流通孔（１８）（１８）が穿設されており、これら流通孔のうちの、前記フランジ（１６ａ）を有する円形外方膨出部（１５）と反対側の端部に位置する流通孔（１８）の周縁に、その全周に亘って外方突出状のフランジ（１８ａ）が延設されている。これらフランジ（１６ａ）（１８ａ）は、チューブエレメント（１）（１）を隣接状態に配置してそれらの対応ヘッダー（３ｂ）（４ｂ）相互を連接する際に、該フランジ（１６ａ）（１８ａ）が対応位置の流通孔（１６）（１８）に嵌合されることにより、チューブエレメント（１）（１）相互が位置ずれしないように作用する。従って、対応ヘッダー（３ｂ）（４ｂ）どおしを液密状態に確実に連通接続することができると共に、熱交換器本体（Ａ）の仮組作業が容易に行えるものとなり、ろう付されるまでにチューブエレメント（１）相互がずれ動くことがないので接合不良品の発生をなくすことができる。
【００３０】
また該コアプレート（Ｐ）の前記両端部を除いた長さ方向の中間部分には、その幅方向の中間部に、長さ方向に沿ったスリット状の切欠き部（５）が形成されている。この切欠き部（５）を挟んでその両側に位置する中間帯板部（１９）（２０）には、一端部側の円形外方膨出部（１５）から他端部側の円形外方膨出部（１５）に向けて真っ直ぐに延びた互いに平行な３条の凹溝部（１９ａ）が外方膨出状に形成されると共に、一端部側の縦長湾曲状外方膨出部（１７）から他端部側の縦長湾曲状外方膨出部（１７）に向けて真っ直ぐに延びた互いに平行な２条の凹溝部（２０ａ）が外方膨出状に形成されている。而して、前記両中間帯板部（１９）（２０）には、前記各凹溝部（１９ａ）（２０ａ）間に内方突出状の真っ直ぐなリブ（１９ｂ）（２０ｂ）を有するものとなされている。
【００３１】
このコアプレート（Ｐ）の幅方向の一側部側、即ち前記段状切欠き部が形成されている側がコンデンサ（Ｘ）用の熱交換媒体流通路（３）として機能する部分であり、他側部側がラジエータ（Ｙ）用の熱交換媒体流通路（４）として機能する側である。
【００３２】
而して、上述した２枚のコアプレート（Ｐ）（Ｐ）を、前記外方膨出部（１５）（１７）が外側に位置する対向状配置に重ね合わせ、接合することにより一枚のチューブエレメント（１）が形成される。このとき両コアプレート（Ｐ）（Ｐ）のコンデンサとして機能する側のリブ（１９ｂ）は、図９に実線と破線で示すように、それらの先端部どおしが相互間にコルゲート状のアルミニウム製インナーフィン（２１）をコアプレート（Ｐ）（Ｐ）と平行な平面内に介在させた状態でろう付接合一体化されている。
【００３３】
このインナーフィン（２１）は、前記熱交換媒体流通路（３）の一端側外方膨出部（１５）から同他端側外方膨出部（１５）に至る長さに設定されている。そしてその両端縁部は、図５及び図１４に示すようにそれぞれ前記外方膨出部（１５）（１５）の内周縁に沿う対応弧状に形成されている。一方、前記コアプレート（Ｐ）（Ｐ）の両外方膨出部（１５）（１５）におけるインナーフィン側内周縁部には、それぞれインナーフィン（２１）の前記弧状端縁部を係止して該フィンの長手方向への動きを規制する一対の内方突出状の係止用膨隆部（１５ａ）（１５ａ）が形成されている。而して、インナーフィン（２１）は、コンデンサ用熱交換媒体流通路（３）の偏平状チューブ（３ａ）内に、その弧状端縁部の両端を前記係止用膨隆部（１５ａ）（１５ａ）にそれぞれ係止された状態で偏平状チューブ（３ａ）の全長かつ全域に亘って介在配置され、対向配置されたコアプレート（Ｐ）（Ｐ）相互を接合一体化するものとなされている。従って、一対のコアプレート（Ｐ）（Ｐ）を対向配置させた仮組状態においてその内部に介在配置されたインナーフィン（２１）が位置ずれをおこすことがなく、またそれらをろう付一体化した後においては、コンデンサ用熱交換媒体流通路（３）の偏平状チューブ（３ａ）が、その全長かつ全域に亘ってインナーフィン（２１）により補強されて耐圧性に優れたものとなっている。
【００３４】
なお、上記係止用膨隆部（１５ａ）は、その形成位置、個数あるいは具体的な形状については、この実施例に限定されるものではなく、要するに偏平状チューブ（３ａ）内でインナーフィン（２１）を位置決めしうるものであれば、他の任意の設計的変更をも許容するものである。
【００３５】
前記コアプレート（Ｐ）（Ｐ）のラジエータとして機能する側のリブ（２０ｂ）は、図９に実線と破線で示すように、それらの先端部どおしが直接ろう付接合一体化されている。
【００３６】
もっとも、特にコンデンサ（Ｘ）用の熱交換媒体流通路（３）として機能する部分において、リブ（１９ｂ）の形成位置を幅方向にずらせた２種類のコアプレート（Ｐ）（Ｐ）を用い、対向する一方のコアプレート（Ｐ）のリブ（１９ｂ）を、他方のコアプレート（Ｐ）のリブ（１９ｂ）間の平面壁部に接合するようにしても良い。この場合、リブ（１９ｂ）の先端部どおしを接合する場合のように、プレートのずれに伴って接合不良が生じたりする虞をなくすことができる。従って、組み立て作業をラフに行うことができ、それでいて両コアプレート（Ｐ）（Ｐ）相互が確実に接合され、強度ないしは耐圧性に優れたものとすることができる。また、このような構造を採用することにより、偏平状チューブの流体直径を小さくしえて熱交換性能に優れたものとすることができる。
【００３７】
而して、各チューブエレメント（１）は、その上下両端部にそれぞれラジエータ（Ｙ）用のヘッダー（４ｂ）とコンデンサ（Ｘ）用のヘッダー（３ｂ）とが形成され、かつラジエータ（Ｙ）用の上側ヘッダー（４ｂ）から同下側ヘッダー（４ｂ）に向かう真っ直ぐな熱交換媒体流通路（４）が偏平状チューブ（４ａ）内に形成される一方、コンデンサ（Ｘ）用の上側ヘッダー（３ｂ）から同下側ヘッダー（３ｂ）に向かう、内部にインナーフィン（２１）を有する真っ直ぐな熱交換媒体流通路（３）が偏平状チューブ（３ａ）内に形成されている。
【００３８】
而して、各チューブエレメント（１）は、図１０ないし図１３に示すように、隣接する偏平状チューブ（３ａ）（４ａ）相互間にコルゲートフィン（２）を介在させた状態で厚さ方向に積層配置され、隣接するヘッダー（３ｂ）（４ｂ）どおしおよび前記フィン（２）と偏平状チューブ（３ａ）（４ａ）とが当接状態にろう付接合一体化されると共に、各ヘッダー（３ｂ）（４ｂ）に設けられた流通孔（６）（７）を介して隣接ヘッダー相互が連通接続状態となされている。而して、チューブエレメント（１）の幅方向の両側に、コンデンサとしての第１熱交換器（Ｘ）とラジエータとしての第２熱交換器（Ｙ）とが形成された複式の積層型熱交換器本体（Ａ）が形成されている。
【００３９】
なお、この熱交換器本体（Ａ）の左右両端側のチューブエレメント（１）（１）を構成する最外側のコアプレート（Ｐ）は、図１４に示すように、前記各コアプレート（Ｐ）に対応する外周形状を有する平板状に形成されたものである。もっとも、このような平板状の最外側コアプレート（Ｐ）に代えて、他のコアプレート（Ｐ）と同様に膨出状ヘッダー等がプレス成形されたものを採用するようにしても良い。
【００４０】
上記右最外側のチューブエレメント（１）におけるコンデンサとしての第１熱交換器（Ｘ）およびラジエータとしての第２熱交換器（Ｙ）の各上側ヘッダー（３ｂ）（４ｂ）の側面には、図１ないし図４に示されるように、それぞれ冷媒および冷却水を導入するための入口管（８）（９）が、また左最外側のチューブエレメント（１）におけるコンデンサとしての第１熱交換器（Ｘ）およびラジエータとしての第２熱交換器（Ｙ）の各下側ヘッダー（３ｂ）（４ｂ）の側面にはそれぞれ熱交換された冷媒および冷却水を排出するための出口管（１０）（１１）が連通接続されている。
【００４１】
而して、それぞれぞ別々に設けられた前記入口管（８）（９）から流入した熱交換媒体としての冷却水および冷媒は、図１５に示すように、各チューブエレメント内をその幅の一側部側と他側部側とに別れた状態で、それぞれ上方から下方に流通し、それぞれ別個に設けられた出口管（１０）（１１）から流出するようになされている。
【００４２】
なお、コンデンサとして機能する第１熱交換器（Ｘ）におけるチューブエレメント群を冷媒が蛇行して流通するようにさせても良い。この場合、適宜位置のチューブエレメント（１）として、これを構成する一方のコアプレート（Ｐ）の円形外方膨出部（１５）の頂壁に流通孔（１６）の形成されていないものを用い、あるいは前記流通孔（１６）に別個に形成したキャップを嵌め合せることにより行い得る。
【００４３】
前記最外側のコアプレート（Ｐ）の上下両端部の一側縁部には、図１、図３、図４および図１４に示すように、Ｌ字状取付用部（２５）が一体的に延設されている。そしてこの左右取付用部（２５）（２５）にファン取付用ステー（２６）がその両端部をボルト（２７）にて締結固定された状態で取り付けられている。また、このステー（２６）の中間部は、前記熱交換器本体（Ａ）の左右方向中間部分の上下両端部にそれぞれ嵌め合わされた取付部材（２８）にボルト（２９）にて締結固定されている。而して、ファンを含む冷却装置（Ｃ）が前記ステー（２６）（２６）を利用して取り付けられるようになされている。
【００４４】
また、前記熱交換器本体（Ａ）のラジエータ用ヘッダー（４ｂ）の上下左右両端部分には、それぞれ対応断面形状のプレス成形品からなる取付部材（３０）（３０）（３０）（３０）が嵌合固定されている。この取付部材（３０）（３０）（３０）（３０）は、それぞれ上方または下方に突出したピン（３０ａ）を有するもので、該ピン（３０ａ）を、車体等の取付側に形成された図示しないピン挿入用孔に挿入することにより、前記熱交換器本体（Ａ）を取付側に固定しうるようになされている。
【００４５】
図中、（Ｄ）はラジエータ用ヘッダー（４ｂ）に取り付けられたドレイン部、（Ｆ）はフィラー部である。
【００４６】
一方、前記コルゲートフィン（２）は、図１４、図１６および図１７に示されるように、前記各チューブエレメント（１）の両熱交換媒体流通路（３）（４）に跨がる態様で配置された１つの共有フィンからなるものである。そして、該フィン（２）の幅方向の中間部に、前記両熱交換媒体流通路（３）（４）の偏平状チューブ（３ａ）（４ａ）相互間での熱伝導を遮断する矩形状の切欠き部（２ａ）が形成されている。従って、コンデンサ（Ｘ）として機能する熱交換媒体流通路（３）とラジエータ（Ｙ）として機能する熱交換媒体流通路（４）との間での熱伝導が遮断され、一方の熱がフィン（２）を介して他方に伝導されて熱交換性能の低下を招くという不都合が回避される。
【００４７】
なお、図１８ないし図２１は、フィンの変形例を示すものである。図１８に示されるフィン（３１）は、長さ方向の両端部の１ピッチのみを残して幅方向の中間部を全て切り欠いて長さ方向に沿う長い切欠き部（３１ａ）を形成したものである。図１９に示されるフィン（４１）は、幅方向の中間部に上下方向から交互に切欠き部（４１ａ）を形成したものである。図２０に示されるフィン（５１）は、幅方向の中間部に複数個の小円形状の孔（切欠き部）（５１ａ）を形成したものである。図２１に示されるフィン（６１）は、幅方向の中間部に複数個の上下方向に延びたスリット（切欠き部）（６１ａ）を形成したものである。
【００４８】
図１８ないし図２１に示されるいずれのフィン（３１）（４１）（５１）（６１）においても幅方向の中間部に形成された切欠き部（３１ａ）（４１ａ）（５１ａ）（６１ａ）がそれぞれ両熱交換媒体流通路（３）（４）の偏平状チューブ（３ａ）（４ａ）相互間での熱伝導を遮断するように作用するものである。
【００４９】
また、上記いずれのフィン（２）（３１）（４１）（５１）（６１）にあっても、前記各チューブエレメント（１）の両熱交換媒体流通路（３）（４）に跨がる態様で配置された１つの共有フィンからなるものであることより、別個独立した２つのフィンを用いる場合と較べて、隣接するチューブエレメント（１）（１）相互間へのフィン（２）のセッティング作業を容易に行うことができるという作用効果を奏する。
【００５０】
（第２実施例）
図２２ないし図２７は、この発明の第２の実施例を示すものである。
【００５１】
この実施例にかかる複式積層型熱交換器も、第１実施例と同様、ラジエータとコンデンサとを一体的に有するものである。
【００５２】
この実施例にかかる熱交換器にあっては、その各チューブエレメント（１）内をそれぞれ熱交換媒体が左右方向に流通するいわゆる横式のものであり、複数枚の横長状のアルミニウム製帯板状チューブエレメント（１）が水平状態でかつ上下方向に積層配置されたものである。
【００５３】
上記熱交換器を構成する最上段のチューブエレメント（１）には、そのコンデンサとして機能する第１熱交換器（Ｘ）の左側ヘッダー（３ｂ）上面に冷媒を導入するための入口管（８）が、またラジエータとして機能する第２熱交換器（Ｙ）の左側ヘッダー（４ｂ）の上面に冷却水を導入するための入口管（９）がそれぞれ連通接続されている。また、最下段のチューブエレメント（１）には、そのコンデンサとして機能する第１熱交換器（Ｘ）の右側ヘッダー（３ｂ）下面に冷媒を流出させるための出口管（１０）が、またラジエータとして機能する第２熱交換器（Ｙ）の右側ヘッダー（４ｂ）の下面に冷却水を導出するための出口管（１１）がそれぞれ連通接続されている。
【００５４】
而して、それぞれぞ別々に設けられた前記入口管（８）（９）から流入した熱交換媒体としての冷却水および冷媒は、図２３に示すように、各チューブエレメント内をその幅方向の一側部側と他側部側とに別れた状態で、それぞれ左右方向に流通し、それぞれ別個に設けられた出口管（１０）（１１）から流出するようになされている。
【００５５】
コンデンサとして機能する第１熱交換器（Ｘ）内には、同図に示すように、チューブエレメント群の偏平状チューブ（３ａ）内を冷媒が蛇行して流通するようになされている。このように冷媒を蛇行させるためには、適宜位置のチューブエレメント（１）として、これを構成する一方のコアプレート（Ｐ）の円形外方膨出部（１５）の頂壁に流通孔（１６）の形成されていないものを用い、あるいは前記流通孔（１６）に別個に形成したキャップを嵌め合せるようにすることにより行い得る。なお、このように冷媒を蛇行させる場合は、上段側の熱交換媒体通路群から下段側の同通路群に進むに従ってその通路断面積が漸次的に減少するように設定しておくことが望ましい。
【００５６】
また最上段のチューブエレメント（１）には、そのラジエータとして機能する第２熱交換器（Ｙ）の右側ヘッダー（４ｂ）上面に冷却水を注入するためのフィラー部（Ｆ）が設けられている。このフィラー部（Ｆ）は、図２４および図２５に示すように、上記チューブエレメント（１）の上側コアプレート（Ｐ）に形成された上方膨隆状の絞り部（Ｆ１）と、その上面にろう付接合一体化されたカップ状のフィラーネック（Ｆ２）とで構成されたものであり、両者の接合面に形成された開口部（Ｆ１ａ）（Ｆ２ａ）を通じて連通されている。このように絞り部（Ｆ１）を形成することによって、フィラーネック（Ｆ２）の取り付けが容易となる。
【００５７】
一方、最下段のチューブエレメント（１）には、そのコンデンサとして機能する第１熱交換器（Ｘ）の左側ヘッダー（３ｂ）下面に冷媒を排出させるためのドレイン部（Ｄ）が設けられている。このドレイン部（Ｄ）は、図２６および図２７に示すように、上記チューブエレメント（１）の下側コアプレート（Ｐ）に形成された下方膨隆状の絞り部（Ｄ１）と、その側面に連通接続されたドレインコック（Ｄ２）とで構成されたものである。この場合も絞り部（Ｄ１）を形成することによって、ドレインコック（Ｄ２）の取り付けが容易となる。
【００５８】
その他の構成については前記第１実施例と同様であるので対応箇所に同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
この実施例のように、いわゆる横式とし、最上段のチューブエレメント（１）の上面にフィラー部（Ｆ）を設けると共に、最下段のチューブエレメント（１）の下面にドレイン部（Ｄ）を設けることによって、いわゆる縦式の場合のように熱交換媒体注入時に各チューブエレメント（１）の上部に空気が溜まって充分な空気抜きができないというような不都合を回避することができ、また熱交換媒体排出時に各チューブエレメント（１）の下部に熱交換媒体が滞留するというような不都合をも同時に回避することができる。このように横式とすることによって、圧力損失の増加や液溜まりを防ぎながら、多パス化することができ、ひいては熱交換器の高性能化を図ることができる。
【００６０】
なお、上記いずれの実施例においても、フィン（２）としていずれもコルゲートフィンを採用したものを示したが、プレートフィンその他の各種フィンの採用をも許容するものである。
【００６１】
また上記いずれの実施例においても、２つの熱交換器（Ｘ）（Ｙ）が熱交換器本体（Ａ）の前面側と後面側とに分かれた態様で一体的に形成されたものを示したが、もとより熱交換器本体（Ａ）の上部側と下部側とに分かれた態様で一体的に形成されたものであっても良い。
【００６２】
また、この発明における熱交換器本体（Ａ）は、上記実施例に示したようなコンデンサとラジエータの組み合わせのみに限定されるものではなく、他に例えばインタークーラ、ラジエータ、エンジンオイルクーラなど複数の熱交換器の各種組み合わせにも適用されうるものである。
【００６３】
【発明の効果】
この発明にかかる熱交換器は、上述のとおり、複数枚の帯板状チューブエレメントを備え、これら各チューブエレメントは、２枚のコアプレートが対向状に重ね合わされることにより、偏平状チューブとその両端に連通した膨出状ヘッダーとからなる、相互に独立した複数の熱交換媒体流通路が形成されたものであり、これらチューブエレメントが、前記偏平状チューブ相互間にフィンを介在配置させ、かつ前記ヘッダー相互を接合させた状態で、厚さ方向に積層配置され、隣接する前記チューブエレメントにおける対応位置の前記熱交換媒体流通路どおしが、前記ヘッダーにおいて連通接続されることにより、相互に独立した複数の熱交換器が一体的に構成されてなるものである。従って、従来の複式一体型熱交換器のように別個独立した熱交換器相互をフィンで連結した形式のものと較べて、部品点数が大幅に少なく、製造効率を大幅に向上し得て製造コストダウンを図ることができると共に、より一層の小型、軽量化を図ることができる。
【００６４】
また、チューブエレメントが水平状態で上下方向に積層配置されてなるいわゆる横式にすることによって、いわゆる縦式の場合のように熱交換媒体注入時に各チューブエレメントの上部に空気が溜まって充分な空気抜きができないというような不都合を回避することができ、また熱交換媒体排出時に各チューブエレメントの下部に同媒体が滞留するというような不都合をも同時に回避することができる。更には、このように横式とすることによって、熱交換器本体内に熱交換媒体を蛇行状に流通させる場合においても、圧力損失の増加や液溜まりを防ぐことができ、ひいては熱交換器の高性能化を図ることができる。
【００６５】
また、チューブエレメントが鉛直状態で左右方向に積層配置されてなるいわゆる縦式にすることによって、熱交換媒体を上下いずれか一方向にのみ流通させることにより、圧力損失を少なくすることができる。
【００６６】
また、チューブエレメントとして、その幅方向の両側に熱交換媒体流通路を相互に独立した状態で有し、かつ両熱交換媒体流通路の偏平状チューブ相互間に、１ないし複数個の切欠き部を有するものを採用すれば、一方の熱交換器のチューブの熱が他方の熱交換器のチューブに伝導されていずれか一方の熱交換器における熱交換性能の低下を招くという不都合が回避される。
【００６７】
更に、フィンとして、各チューブエレメントの両偏平状チューブに跨がる態様で配置された１つの共有フィンからなり、かつその幅方向の中間部に、１ないし複数個の切欠き部が形成されてなるものを採用することにより、上記と同様に一方の熱交換器のチューブの熱が他方の熱交換器のチューブに伝導されていずれか一方の熱交換器における熱交換性能の低下を招くという不都合が回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例にかかる熱交換器の全体斜視図である。
【図２】同上熱交換器の正面図である。
【図３】同上熱交換器の平面図である。
【図４】同上熱交換器の右側面図である。
【図５】熱交換器本体を構成する中間部分のチューブエレメントを分離した状態で示す斜視図である。
【図６】上記チューブエレメントを構成するコアプレートの一部省略平面図である。
【図７】図６のVII-VII 線の拡大断面図である。
【図８】図６のVIII-VIII 線の拡大断面図である。
【図９】図６のIX-IX 線の拡大断面図である。
【図１０】図６のX-X 線の拡大断面図である。
【図１１】図６のXI-XI 線の拡大断面図である。
【図１２】図６のXII-XII 線の拡大断面図である。
【図１３】図６のXIII-XIII 線の拡大断面図である。
【図１４】熱交換器本体を構成する最外側のチューブエレメント、これに隣接するチューブエレメント、およびこれらの間に介在配置されたコルゲートフィンを分離した状態で示す斜視図である。
【図１５】熱交換媒体の流れを示す説明である。
【図１６】コルゲートフィンの斜視図である。
【図１７】熱交換器本体の部分拡大縦断面図である。
【図１８】フィンの変形例を示す斜視図である。
【図１９】フィンの他の変形例を示す斜視図である。
【図２０】フィンの更に他の変形例を示す斜視図である。
【図２１】フィンの更に他の変形例を示す斜視図である。
【図２２】この発明の第２実施例にかかる熱交換器の全体斜視図である。
【図２３】同上熱交換器における熱交換媒体の流れを示す説明である。
【図２４】同上熱交換器の右上端部に設けられたフィラー部付近の拡大正面図である。
【図２５】同上フィラー部付近の拡大右側面図である。
【図２６】同上熱交換器の左下端部に設けられたドレイン部付近の拡大正面図である。
【図２７】同上ドレイン部付近の拡大左側面図である。
【符号の説明】
１チューブエレメント
２フィン
２ａ切欠き部
３熱交換媒体流通路
３ａ偏平状チューブ
３ｂ膨出状ヘッダー
４熱交換媒体流通路
４ａ偏平状チューブ
４ｂ膨出状ヘッダー
５切欠き部
Ｐコアプレート
Ｘ熱交換器（コンデンサ）
Ｙ熱交換器（ラジエータ）[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a dual stacked heat exchanger in which two or more heat exchangers such as a radiator, a condenser, an evaporator, an intercooler, or an engine oil cooler are integrally configured.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, a radiator for cooling an engine and a condenser for a car air conditioner are separately manufactured, and are arranged in parallel in a front and rear proximity state in which the condenser is located on the windward side of the radiator at a front position in an engine room of an automobile.
[0003]
However, if both are manufactured separately and installed in a limited space in the engine room in the front and rear proximity state, both the manufacturing and the installation work are costly and troublesome. Such inconvenience is not limited to the relationship between the condenser and the radiator, but can also occur with other heat exchangers.
[0004]
On the other hand, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-2247990, a double integrated heat exchanger in which two heat exchangers are integrated, such as a condenser and a radiator, has been proposed.
[0005]
This double integrated heat exchanger has a plurality of flat tubes with fins interposed between a pair of headers arranged parallel to each other at a predetermined interval, and both ends of each tube. The first heat exchanger and the second heat exchanger that are connected in communication with the corresponding headers are juxtaposed in the front and rear, and by adopting a common fin that straddles both heat exchangers as the fins of each heat exchanger, Both heat exchangers are connected and integrated.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Such a conventional double integrated heat exchanger has an advantage that it can be easily installed in an automobile or the like because it is configured integrally as compared with a plurality of separate and independent heat exchangers. There is.
[0007]
However, this type of conventional dual-integrated heat exchanger is basically merely a structure in which separate heat exchangers are connected to each other by a common fin. Therefore, the manufacturing cost could not be greatly reduced. In addition, a plurality of heat exchangers having a conventional configuration including a pair of header pipes arranged in parallel and a plurality of tubes that communicate and connect them are simply arranged at the front and back and connected. For this reason, it has not always been able to sufficiently satisfy the needs for small size and light weight that have been particularly strongly demanded in recent years.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and can be greatly improved in manufacturing efficiency, thereby reducing the manufacturing cost, and can be further reduced in size and weight. An object of the present invention is to provide a heat exchanger.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Thus, the present invention employs a so-called laminated heat exchanger in which a plurality of strip plate-like tube elements are laminated in the thickness direction with fins interposed therebetween, as a basic configuration. A plurality of heat exchangers are integrally formed by providing each tube element with a plurality of heat exchange medium flow passages each composed of a flat tube and a bulging header communicated with both ends in an independent manner. It is what I did. That is, this invention comprises a plurality of strip plate-like tube elements,
Each of these tube elements has a plurality of mutually independent heat exchange medium flow paths comprising a flat tube and a bulging header communicated with both ends thereof by overlapping two core plates in opposition. Formed,
These tube elements are arranged in the thickness direction in a state where fins are interposed between the flat tubes and the headers are joined to each other.
A plurality of heat exchangers independent from each other are integrally formed by connecting the heat exchange medium flow paths at corresponding positions in the adjacent tube elements in the header. The gist of the dual laminated heat exchanger is as follows.
[0010]
As a combination of a plurality of mutually independent heat exchangers in the above-described multi-layer heat exchanger, for example, a condenser and a radiator, an intercooler and a radiator, an engine oil cooler and a radiator, and the like can be cited as preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the combination of two different types of heat exchangers as described above, but can be applied to a combination of three or more different types of heat exchangers, or two or more heat exchanges of the same type. The same applies to the combination of vessels.
[0011]
The double stacked heat exchanger may be a so-called horizontal type in which the tube elements are stacked in the vertical direction in the horizontal state, or a so-called vertical type in which the tube elements are stacked in the horizontal direction in the vertical state. It may be a thing.
[0012]
In order to reduce the heat influence between the heat exchange medium flow paths in each tube element, it is desirable to form one or a plurality of notches between the flat tubes of both heat exchange medium flow paths.
[0013]
In addition, as a fin, for the purpose of reducing the number of parts and facilitating the setting of the fin, it consists of one shared fin arranged in a manner straddling both flat tubes of each tube element, and It is desirable to use one in which one or a plurality of cutout portions for blocking heat conduction between the two flat tubes are formed in the intermediate portion in the width direction.
[0014]
When any one of the heat exchangers is configured as a condenser, for the purpose of improving its pressure resistance and heat exchange efficiency, a corrugated inner fin is formed inside the flat tube in the heat exchange medium flow path that functions as a condenser. It is desirable that the flow passage portion is partitioned into a plurality of passages with the fins, and a pair of core plates constituting the tube element are joined and integrated.
[0015]
[Action]
A plurality of heat exchangers are configured by connecting the heat exchange medium flow passages of adjacent tube elements in a bulging header.
[0016]
The heat exchange medium flows into each heat exchange medium flow passage of the tube element from one header, flows through the flat tube, and flows into the other header.
[0017]
In this way, while the heat exchange medium flows separately in each heat exchanger in an independent state, air flows through the air circulation gap including fins formed between the tube elements constituting these heat exchangers. Circulate. Thus, heat exchange is performed between each heat exchange medium and air.
[0018]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment applied to a heat exchanger integrally having a radiator and a condenser.
[0019]
In this specification, the term aluminum is used to include an aluminum alloy.
[0020]
(First embodiment)
FIGS. 1 to 21 show a first embodiment of the present invention, and in a multi-layered heat exchanger according to this embodiment, a heat exchange medium flows vertically in each tube element. It is a so-called vertical type.
[0021]
This heat exchanger is disposed between a plurality of vertically long aluminum strip-like tube elements (1) stacked vertically and in the left-right direction, and the adjacent tube elements (1) (1). And a corrugated fin (2) made of aluminum, which is joined and integrated.
[0022]
As shown in FIGS. 1 and 17, the tube element (1) includes flat tubes (3a) (4a) and bulged headers (3b) (4b) communicating with both ends on both sides in the width direction. The heat exchange medium flow passages (3) and (4) are integrally formed in a manner independent of each other. The heat exchange medium flow passage (3) located on one leeward side functions as a condenser (X) and the heat exchange medium flow passage (4) located on the other leeward side functions as a radiator (Y). is there.
[0023]
And between the said flat tubes (3a) (4a), the elongate notch part (5) along the longitudinal direction which interrupts | blocks the heat conduction between both tubes is formed. Due to the presence of the notch (5), conduction of heat from one flat tube (3a) to the other flat tube (4a) is suppressed.
[0024]
As shown in FIG. 10 to FIG. 13, each tube element (1) is brazed and joined to the adjacent ones in the headers (3b) and (4b), and each header (3b) ( Adjacent headers are connected to each other through heat exchange medium flow holes (6) and (7) provided in 4b).
[0025]
Each of the tube elements (1) is formed by superposing two strip-like core plates (P) each having an elongated dish shape so as to face each other and brazing them together.
[0026]
This core plate (P) is formed by press working. Thus, if it forms by press work, a significant improvement in manufacturing efficiency can be aimed at. As the material of the core plate (P), a brazing sheet in which a brazing filler metal layer is clad on both front and back surfaces of an aluminum core material is preferably used. Thus, by using what consists of a brazing sheet, the two core plates (P) (P) arranged opposite each other constituting the tube element (1), the adjacent tube elements (1) and the tube elements ( It is possible to easily and reliably perform brazing operations such as 1) and fins (2) with each other.
[0027]
For example, as shown in FIG. 6, the core plate (P) has a vertically long shape as a whole, and both end portions thereof are edged in an arc shape, and one side portion side in the width direction of the arc-shaped end portions is Each has a shape cut out in a step shape from the tip side.
[0028]
Further, both ends of the core plate (P) are circularly located on one side in the width direction, that is, near the base end of the notched step on the side having the stepped notch. The outward bulging portions (15) and (15) are formed. Circular flow holes (16) and (16) are formed in the top walls of the bulging portions (15) and (15), respectively, and the periphery of one of the flow holes (16) is the entire circumference. An outwardly projecting flange (16a) is extended over the entire area.
[0029]
On the other hand, at both ends of the core plate (P), relatively large outward bulges exhibiting a vertically long curved shape in a manner that occupies the entire remaining portion except for the circular outward bulge portions (15) and (15). Portions (17) and (17) are formed. On the top walls of the two bulging portions (17) and (17) exhibiting the vertically long curved shape, the flow holes (18) and (18) each having a shape corresponding to the shape of the bulging portion are formed. Of these circulation holes, the outer periphery of the circulation hole (18) located at the end opposite to the circular outward bulging part (15) having the flange (16a) is formed over the entire circumference. A protruding flange (18a) is extended. These flanges (16a) (18a) are arranged when the tube elements (1) (1) are arranged adjacent to each other and their corresponding headers (3b) (4b) are connected to each other. Are fitted into the corresponding flow holes (16) and (18), so that the tube elements (1) and (1) are prevented from being displaced from each other. Accordingly, the corresponding headers (3b) and (4b) can be reliably connected in a liquid-tight state, and the temporary assembly work of the heat exchanger body (A) can be easily performed and brazed. Since the tube elements (1) do not move with respect to each other, it is possible to eliminate the occurrence of defective bonding.
[0030]
In addition, a slit-shaped notch (5) along the length direction is formed at the intermediate portion in the length direction at the intermediate portion in the length direction excluding the both ends of the core plate (P). Yes. The intermediate strips (19) and (20) located on both sides of the notch (5) sandwich the circular outward bulge (15) on the one end side from the circular outward side on the other end side. Three parallel concave grooves (19a) extending straightly toward the bulging portion (15) are formed in an outward bulging shape, and the vertically long curved outward bulging portion (17 on one end side) ) From the other end to the vertically curved outward bulging portion (17). The two parallel grooves (20a) are formed in an outward bulging shape. Thus, the intermediate strips (19) (20) have straight ribs (19b) (20b) projecting inwardly between the concave grooves (19a) (20a). ing.
[0031]
One side of the width direction of the core plate (P), that is, the side where the stepped notch is formed is a portion that functions as a heat exchange medium flow path (3) for the condenser (X). The side portion side is a side that functions as a heat exchange medium flow path (4) for the radiator (Y).
[0032]
Thus, the above-described two core plates (P) and (P) are overlapped and joined to the opposing arrangement in which the outwardly bulging portions (15) and (17) are located on the outside, and one sheet is obtained. A tube element (1) is formed. At this time, the ribs (19b) on both sides of the core plates (P) (P) functioning as capacitors are formed of corrugated aluminum between the ends of the ribs (19b) as shown by solid lines and broken lines in FIG. The inner fins (21) made by soldering are integrated by brazing in a state of being interposed in a plane parallel to the core plates (P) (P).
[0033]
The inner fin (21) is set to a length from the one end side outward bulge portion (15) of the heat exchange medium flow passage (3) to the other end side outward bulge portion (15). . And the both-ends edge part is each formed in the corresponding arc shape along the inner periphery of the said outward bulging part (15) (15), as shown in FIG.5 and FIG.14. On the other hand, the arc-shaped edge portions of the inner fins (21) are respectively engaged with the inner fin side inner peripheral edge portions of the outer bulge portions (15) and (15) of the core plates (P) and (P). Thus, a pair of inwardly projecting locking bulges (15a) (15a) for restricting the movement of the fin in the longitudinal direction is formed. Thus, the inner fin (21) is formed in the flat tube (3a) of the condenser heat exchange medium flow passage (3) with both ends of the arc-shaped end edge thereof being connected to the locking bulges (15a) (15a). ) Are respectively disposed over the entire length and the entire area of the flat tube (3a), and the opposed core plates (P) and (P) are joined and integrated. Therefore, in the temporarily assembled state in which the pair of core plates (P) and (P) are arranged to face each other, the inner fin (21) interposed and disposed in the inner plate does not cause a positional shift, and they are integrated by brazing. Later, the flat tube (3a) of the condenser heat exchange medium flow passage (3) is reinforced by the inner fins (21) over its entire length and the entire area, and has excellent pressure resistance.
[0034]
The locking bulging portion (15a) is not limited to this embodiment with respect to the formation position, the number, or the specific shape thereof. In short, the inner fin (21) is formed in the flat tube (3a). Any other design change is allowed as long as it can be positioned).
[0035]
The ribs (20b) on the side that functions as a radiator of the core plates (P) and (P) are integrally brazed and joined at their tips as shown by solid lines and broken lines in FIG. .
[0036]
However, in particular, in the portion functioning as the heat exchange medium flow passage (3) for the condenser (X), two types of core plates (P) (P) in which the formation positions of the ribs (19b) are shifted in the width direction are used. You may make it join the rib (19b) of one core plate (P) which opposes to the plane wall part between the ribs (19b) of the other core plate (P). In this case, it is possible to eliminate the possibility that a bonding failure may occur due to the displacement of the plate, as in the case of joining the end portions of the ribs (19b). Therefore, the assembling work can be performed roughly, and the core plates (P) and (P) can be reliably joined to each other, and the strength or pressure resistance can be improved. Further, by adopting such a structure, the fluid diameter of the flat tube can be reduced and the heat exchange performance can be improved.
[0037]
Thus, each tube element (1) has a header (4b) for the radiator (Y) and a header (3b) for the capacitor (X) formed at the upper and lower ends thereof, and for the radiator (Y). A straight heat exchange medium flow path (4) from the upper header (4b) to the lower header (4b) is formed in the flat tube (4a), while the upper header (3b) for the condenser (X) ) To the lower header (3b), a straight heat exchange medium flow passage (3) having an inner fin (21) inside is formed in the flat tube (3a).
[0038]
Thus, as shown in FIGS. 10 to 13, each tube element (1) has a thickness direction with corrugated fins (2) interposed between adjacent flat tubes (3a) and (4a). The adjacent headers (3b) and (4b) and the fins (2) and the flat tubes (3a) and (4a) are brazed and integrated in a contact state. (3b) The adjacent headers are connected to each other through the through holes (6) and (7) provided in (3b) and (4b). Thus, a double stacked heat exchange in which the first heat exchanger (X) as a condenser and the second heat exchanger (Y) as a radiator are formed on both sides of the tube element (1) in the width direction. A container body (A) is formed.
[0039]
As shown in FIG. 14, the outermost core plates (P) constituting the tube elements (1) and (1) on the left and right ends of the heat exchanger main body (A) are each of the core plates (P). It is formed in the flat plate shape which has the outer periphery shape corresponding to. Of course, instead of such a flat outermost core plate (P), a bulged header or the like that is press-molded in the same manner as other core plates (P) may be adopted.
[0040]
On the side surface of each upper header (3b) (4b) of the first heat exchanger (X) as a condenser and the second heat exchanger (Y) as a radiator in the right outermost tube element (1), As shown in FIGS. 1 to 4, the inlet pipes (8) and (9) for introducing the refrigerant and the cooling water, respectively, and the first heat exchanger as a condenser in the left outermost tube element (1) ( X) and outlet pipes (10) and (11) for discharging the heat-exchanged refrigerant and cooling water on the side surfaces of the lower headers (3b) and (4b) of the second heat exchanger (Y) as a radiator, respectively. ) Are connected.
[0041]
Thus, as shown in FIG. 15, the cooling water and the refrigerant as the heat exchange medium flowing from the inlet pipes (8) and (9), which are provided separately, have a width within each tube element. In a state of being separated into the side portion side and the other side portion side, each circulates from above to below and flows out from the outlet pipes (10) and (11) provided separately.
[0042]
In addition, you may make it a refrigerant meander and distribute | circulate through the tube element group in 1st heat exchanger (X) which functions as a capacitor | condenser. In this case, as the tube element (1) at an appropriate position, one having no flow hole (16) formed on the top wall of the circular outward bulge portion (15) of one core plate (P) constituting the tube element (1). It can be used by fitting a cap formed separately to the flow hole (16).
[0043]
As shown in FIG. 1, FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 14, an L-shaped mounting portion (25) is integrally formed on one side edge of the upper and lower ends of the outermost core plate (P). It is extended. The fan mounting stay (26) is attached to the left and right mounting portions (25) and (25) in a state where both ends thereof are fastened and fixed by bolts (27). Further, the intermediate portion of the stay (26) is fastened and fixed by bolts (29) to attachment members (28) respectively fitted to upper and lower end portions of the intermediate portion in the left-right direction of the heat exchanger body (A). Yes. Thus, a cooling device (C) including a fan is attached using the stays (26) and (26).
[0044]
In addition, mounting members (30) (30) (30) (30) made of press-formed products having corresponding cross-sectional shapes are respectively provided at the upper, lower, left and right end portions of the radiator header (4b) of the heat exchanger body (A). The fitting is fixed. Each of the mounting members (30), (30), (30), (30) has a pin (30a) protruding upward or downward, and the pin (30a) is formed on the mounting side of a vehicle body or the like. The heat exchanger main body (A) can be fixed to the mounting side by being inserted into the pin insertion hole.
[0045]
In the figure, (D) is a drain portion attached to the radiator header (4b), and (F) is a filler portion.
[0046]
On the other hand, as shown in FIGS. 14, 16 and 17, the corrugated fin (2) spans both heat exchange medium flow paths (3) and (4) of the tube elements (1). It consists of one shared fin arranged. And in the intermediate part of the width direction of this fin (2), the rectangular shape which interrupts | blocks the heat conduction between the flat tubes (3a) (4a) of both said heat exchange medium flow paths (3) (4) A notch (2a) is formed. Therefore, heat conduction between the heat exchange medium flow path (3) functioning as the condenser (X) and the heat exchange medium flow path (4) functioning as the radiator (Y) is cut off, and one heat is transferred to the fin ( The inconvenience of being reduced in heat exchange performance by being conducted to the other through 2) is avoided.
[0047]
18 to 21 show modified examples of the fins. The fin (31) shown in FIG. 18 has a long notch (31a) along the length direction by notching all the intermediate portions in the width direction, leaving only one pitch at both ends in the length direction. It is. The fin (41) shown in FIG. 19 has a notch (41a) formed alternately in the middle in the width direction from the top and bottom. The fin (51) shown in FIG. 20 has a plurality of small circular holes (notches) (51a) formed in the middle in the width direction. The fin (61) shown in FIG. 21 is formed by forming a plurality of slits (notches) (61a) extending in the vertical direction at an intermediate portion in the width direction.
[0048]
In any of the fins (31) (41) (51) (61) shown in FIG. 18 to FIG. 21, notches (31a) (41a) (51a) (61a) are formed in the intermediate portion in the width direction. Each of the heat exchange medium flow paths (3) and (4) functions to block heat conduction between the flat tubes (3a) and (4a).
[0049]
Moreover, even if it exists in any said fin (2) (31) (41) (51) (61), it straddles both the heat exchange medium flow paths (3) (4) of each said tube element (1). The fin (2) is set between the adjacent tube elements (1) (1) as compared with the case where two separate fins are used, because it is composed of one shared fin arranged in the mode. There exists an effect that work can be performed easily.
[0050]
(Second embodiment)
22 to 27 show a second embodiment of the present invention.
[0051]
Similarly to the first embodiment, the double stacked heat exchanger according to this embodiment also has a radiator and a condenser integrally.
[0052]
The heat exchanger according to this embodiment is a so-called horizontal type in which the heat exchange medium flows in the left-right direction in each tube element (1), and a plurality of horizontally long aluminum strips. The tube-like tube elements (1) are arranged in a horizontal state and vertically.
[0053]
The uppermost tube element (1) constituting the heat exchanger has an inlet pipe (8) for introducing a refrigerant into the upper surface of the left header (3b) of the first heat exchanger (X) that functions as a condenser. However, an inlet pipe (9) for introducing cooling water is connected to the upper surface of the left header (4b) of the second heat exchanger (Y) functioning as a radiator. Further, the lowermost tube element (1) has an outlet pipe (10) for allowing the refrigerant to flow out to the lower surface of the right header (3b) of the first heat exchanger (X) functioning as a condenser, and also as a radiator. An outlet pipe (11) for leading cooling water is connected to the lower surface of the right header (4b) of the functioning second heat exchanger (Y).
[0054]
Thus, as shown in FIG. 23, the cooling water and the refrigerant as the heat exchange medium flowing from the inlet pipes (8) and (9), which are provided separately from each other, pass through each tube element in the width direction. In a state of being separated into one side portion side and the other side portion side, each circulates in the left-right direction, and flows out from outlet pipes (10) and (11) provided separately.
[0055]
In the first heat exchanger (X) functioning as a condenser, as shown in the figure, the refrigerant meanders and circulates in the flat tube (3a) of the tube element group. In order to meander the refrigerant in this way, the tube element (1) at an appropriate position is used as a flow hole (16 in the top wall of the circular outward bulge portion (15) of one core plate (P) constituting the tube element (1). ), Or a cap formed separately in the flow hole (16). When the refrigerant meanders in this way, it is desirable to set the passage cross-sectional area to gradually decrease from the upper heat exchange medium passage group to the lower passage group.
[0056]
The uppermost tube element (1) is provided with a filler portion (F) for injecting cooling water onto the upper surface of the right header (4b) of the second heat exchanger (Y) functioning as a radiator thereof. . As shown in FIGS. 24 and 25, the filler portion (F) has an upper bulged throttle portion (F1) formed on the upper core plate (P) of the tube element (1) and a wax on the upper surface thereof. It is composed of a cup-shaped filler neck (F2) that is integrally joined to each other, and communicates through openings (F1a) and (F2a) formed on the joint surfaces of the two. By forming the narrowed portion (F1) in this way, the filler neck (F2) can be easily attached.
[0057]
On the other hand, the lowermost tube element (1) is provided with a drain portion (D) for discharging the refrigerant to the lower surface of the left header (3b) of the first heat exchanger (X) that functions as the condenser. . As shown in FIGS. 26 and 27, the drain portion (D) includes a downwardly bulging throttle portion (D1) formed on the lower core plate (P) of the tube element (1) and a side surface thereof. The drain cock (D2) connected in communication is constituted. Also in this case, the drain cock (D2) can be easily attached by forming the throttle portion (D1).
[0058]
Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given to corresponding portions, and detailed descriptions thereof are omitted.
[0059]
As in this embodiment, a so-called horizontal type is used, and a filler portion (F) is provided on the upper surface of the uppermost tube element (1), and a drain portion (D) is provided on the lower surface of the lowermost tube element (1). Thus, as in the case of the so-called vertical type, it is possible to avoid the inconvenience that air is accumulated at the upper part of each tube element (1) when the heat exchange medium is injected and sufficient air venting cannot be performed, and the heat exchange medium is discharged. The inconvenience that the heat exchange medium sometimes stays in the lower part of each tube element (1) can be avoided at the same time. By adopting such a horizontal type, it is possible to increase the number of passes while preventing an increase in pressure loss and a liquid pool, and as a result, it is possible to improve the performance of the heat exchanger.
[0060]
In any of the above-described embodiments, the corrugated fins are used as the fins (2). However, the use of plate fins and other various fins is allowed.
[0061]
Also, in any of the above-described embodiments, the two heat exchangers (X) and (Y) are integrally formed in a manner of being divided into the front side and the rear side of the heat exchanger body (A). However, the heat exchanger main body (A) may be integrally formed in a manner divided into the upper side and the lower side.
[0062]
Further, the heat exchanger main body (A) in the present invention is not limited to the combination of the condenser and the radiator as shown in the above embodiment, and there are a plurality of other such as an intercooler, a radiator, an engine oil cooler, etc. The present invention can also be applied to various combinations of heat exchangers.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, the heat exchanger according to the present invention includes a plurality of strip-like tube elements, and each of these tube elements has a flat tube and its tube by overlapping two core plates in an opposing manner. A plurality of mutually independent heat exchange medium flow paths formed of bulging headers communicating with both ends are formed, and these tube elements are arranged with fins interposed between the flat tubes, and In a state where the headers are joined to each other, the heat exchange medium flow paths at corresponding positions in the adjacent tube elements are connected to each other by being connected in communication in the thickness direction. A plurality of independent heat exchangers are integrally formed. Therefore, the number of parts is greatly reduced compared with the conventional type in which separate heat exchangers are connected with fins as in the case of a combined heat exchanger, and the production efficiency can be greatly improved. In addition to being able to down, further downsizing and weight reduction can be achieved.
[0064]
In addition, by adopting a so-called horizontal type in which the tube elements are stacked in the vertical direction in a horizontal state, air accumulates at the top of each tube element when the heat exchange medium is injected, as in the case of the so-called vertical type, and sufficient air venting is achieved. The inconvenience that the medium cannot be prevented can be avoided, and the inconvenience that the medium stays in the lower part of each tube element when the heat exchange medium is discharged can be avoided at the same time. Furthermore, by adopting such a horizontal type, even when the heat exchange medium is circulated in a meandering manner in the heat exchanger body, it is possible to prevent an increase in pressure loss and a liquid pool, and consequently the heat exchanger medium. High performance can be achieved.
[0065]
Further, by adopting a so-called vertical type in which the tube elements are stacked in the horizontal direction in the vertical state, the heat loss can be circulated only in one of the upper and lower directions, thereby reducing the pressure loss.
[0066]
In addition, the tube element has heat exchange medium flow passages on both sides in the width direction thereof independently of each other, and one or a plurality of notches between the flat tubes of both heat exchange medium flow passages. If the one having the heat exchanger is adopted, the disadvantage that the heat of the tube of one heat exchanger is conducted to the tube of the other heat exchanger and the heat exchange performance of one of the heat exchangers is reduced is avoided. .
[0067]
Furthermore, as a fin, it consists of one common fin arrange | positioned in the aspect which straddles both the flat tubes of each tube element, and 1 thru | or several notch parts are formed in the intermediate part of the width direction. By adopting such, inconvenience that the heat of the tube of one heat exchanger is conducted to the tube of the other heat exchanger and the heat exchange performance of either one of the heat exchangers is reduced as described above. Is avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall perspective view of a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the heat exchanger.
FIG. 3 is a plan view of the same heat exchanger.
FIG. 4 is a right side view of the same heat exchanger.
FIG. 5 is a perspective view showing a state in which a tube element at an intermediate portion constituting the heat exchanger body is separated.
FIG. 6 is a partially omitted plan view of a core plate constituting the tube element.
7 is an enlarged cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
8 is an enlarged cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
9 is an enlarged sectional view taken along line IX-IX in FIG.
10 is an enlarged cross-sectional view taken along line XX of FIG.
11 is an enlarged sectional view taken along line XI-XI in FIG.
12 is an enlarged sectional view taken along line XII-XII in FIG.
13 is an enlarged sectional view taken along line XIII-XIII in FIG.
FIG. 14 is a perspective view showing the outermost tube element constituting the heat exchanger main body, the tube element adjacent to the outermost tube element, and the corrugated fin interposed therebetween, in a separated state.
FIG. 15 is a diagram illustrating the flow of a heat exchange medium.
FIG. 16 is a perspective view of a corrugated fin.
FIG. 17 is a partially enlarged longitudinal sectional view of a heat exchanger body.
FIG. 18 is a perspective view showing a modification of the fin.
FIG. 19 is a perspective view showing another modification of the fin.
FIG. 20 is a perspective view showing still another modified example of the fin.
FIG. 21 is a perspective view showing still another modified example of the fin.
FIG. 22 is an overall perspective view of a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a diagram showing the flow of a heat exchange medium in the heat exchanger.
FIG. 24 is an enlarged front view of the vicinity of the filler provided at the upper right end of the heat exchanger.
FIG. 25 is an enlarged right side view of the vicinity of the filler portion.
FIG. 26 is an enlarged front view of the vicinity of the drain provided at the lower left end of the heat exchanger.
FIG. 27 is an enlarged left side view of the vicinity of the drain part.
[Explanation of symbols]
1 Tube element
2 Fin
2a Notch
3 Heat exchange medium flow path
3a Flat tube
3b bulging header
4 Heat exchange medium flow path
4a Flat tube
4b bulging header
5 Notch
P core plate
X heat exchanger (condenser)
Y heat exchanger (radiator)

Claims

A plurality of strip plate-like tube elements (1) are provided,
Each of these tube elements (1) has a flat tube (3a) (4a) and a bulging header ( A plurality of mutually independent heat exchange medium flow passages (3) and (4) formed of 3b), (3b), (4b), and (4b),
These tube elements (1) are arranged in the thickness direction with fins (2) interposed between the flat tubes (3a) (4a) and the headers (3b) (4b) joined together. Stacked and
The heat exchange medium flow passages (3) and (4) at the corresponding positions in the adjacent tube elements (1) and (1) are connected to each other in the headers (3b) and (4b), thereby A plurality of independent heat exchangers (X) (Y) are integrally configured ,
The tube element (1) has heat exchange medium flow paths (3) and (4) on both sides in the width direction in an independent state, and the flat shape of both heat exchange medium flow paths (3) and (4). The tube (3a) (4a) has one or more notches (5) between them,
The fin (2) is composed of one shared fin arranged in a manner straddling both the flat tubes (3a) (4a) of each tube element (1), and 1 to A multi-layered type heat exchanger, wherein a plurality of notches (2a) are formed .

The double stacked heat exchanger according to claim 1, wherein the tube elements (1) are stacked in a vertical direction in a horizontal state.

The double stacked heat exchanger according to claim 1, wherein the tube elements (1) are stacked in the left-right direction in a vertical state.

The multiple stacked heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of heat exchangers (X) and (Y) independent from each other are formed of a combination of a condenser and a radiator .

The multiple stacked heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of mutually independent heat exchangers (X) (Y) are a combination of an intercooler and a radiator .

The multiple stacked heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of mutually independent heat exchangers (X) and (Y) comprise a combination of an engine oil cooler and a radiator .

The multiple stacked heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of mutually independent heat exchangers is a combination of three or more different types of heat exchangers.

The multiple stacked heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of mutually independent heat exchangers (X) and (Y) are a combination of two or more heat exchangers of the same type.

One of the heat exchangers (X) and (Y) independent from each other is a condenser, and the flat tube (3a) in the heat exchange medium flow path (3) of the heat exchanger The multi-layered heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein corrugated inner fins (21) are loaded therein .

The multi-layered heat exchanger according to any one of claims 1 to 9, wherein a mounting portion (25) is integrally extended at one side edge of the upper and lower end portions of the outermost core plate (P) . .

A fin (31) comprising a fin (31) in which a long notch (31a) along the length direction is formed by cutting out all of the intermediate portion in the width direction while leaving only one pitch at both ends in the length direction. 10. The double stacked heat exchanger according to any one of 10 above .

11. The multi-layered heat exchanger according to claim 1, wherein the fin is a fin (41) in which notches (41 a) are alternately formed in an intermediate portion in the width direction from the upper and lower directions .

The double stacked heat exchanger according to any one of claims 1 to 10, wherein the fin comprises a fin (51) in which a plurality of small circular holes (51a) are formed in an intermediate portion in the width direction .

The double stacked heat exchanger according to any one of claims 1 to 10, wherein the fin comprises a fin (61) in which a plurality of vertically extending slits (61a) are formed in an intermediate portion in the width direction .