JP3687876B2 - Heat exchanger - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a heat exchanger having advantage of improved heat exchange performance in a type which has two heat exchanges having different performances formed integrally. SOLUTION: In a heat exchanger having a first heat exchanger A and a second heat exchanger B in which a tube 4 constituting the first heat exchanger and a tube 5 constituting the second heat exchanger B are arranged on the upstream side and the downstream side in the direction of ventilation, a fin 6 is disposed between both the tubes 4 and 5 and end parts of the tubes 4 and 5 are inserted and connected into tanks, louvers 7A and 7B are formed on the fin 6. The louvers of the fin are formed differently between the louver 7A and the group 7A thereof formed at a fin part arranged in the first heat exchanger A and the louver 7B and the group 7B thereof formed at a fin part arranged in the second heat exchanger B.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相互に用途の異なる二つの熱交換器を組み合わせて形成される熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、相互に用途の異なる二つの熱交換器を組み合わせて形成される熱交換器が知られている。この種の熱交換器としては、例えば、実公平６ー４５１５５号公報や特開平７ー３３２８９０号公報に記載されているもののように、一対のタンク間にチューブとフィンとが配設された構成の第１の熱交換器と、第１熱交換器と同様に構成された第２の熱交換器が並列に配置されて、相互に連結一体化された熱交換器が提案されている。
【０００３】
また、実開平２ー５４０７６号公報に記載されているもののように、平板状のプレートフィンが積層され、前記プレートフィンに複数のチューブが連通接続され、前記チューブの一端がタンクを構成するエンドプレートに接続され、更に、前記エンドプレートにタンクプレートが組み付けられて熱交換器を構成するもので、前記エンドプレートとタンクプレートを別体で設け、又は、前記タンクプレートを別体で設けて第１の熱交換器と第２の熱交換器が一体に形成されている熱交換器が提案されている。
【０００４】
その他、異なる二つの熱交換器が縦方向又は横方向に直列に組み合わされて形成される熱交換器が知られている。例えば、実公昭５９ー１６６９２号公報や実開平２ー３６７７２号公報に記載されているもののように、一対のタンク間にチューブとフィンとを配設し、前記一対のタンクの途中に仕切りプレートを装着して、構造上は一つの熱交換器であっても実質的に二つの熱交換器を備えたものが提案されている。
【０００５】
このような熱交換器においては、前記タンク及びチューブは熱交換媒体通流路を形成し、フィンは空気流路を形成している。そして、前記タンクから供給された熱交換媒体が複数のチューブ内部を通流し、チューブ間に介装されたフィンによって外部と熱交換を行う構成に設けられている。
【０００６】
前記フィンは、平板状のフィン素材が、何組みかの互いに噛み合う上下の歯車状のロール型の間を回旋した後、長さ方向に寄せ縮められて、或は、圧縮されて同ピッチを有する側面波形状に形成されている。また、フィンは、熱交換率向上及び通気抵抗を考慮して、一般にその表面にはルーバーが形成されることが多く、そしてルーバーは、フィンを波形状に形成する際に前記ロール型によって同時に形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
二つの熱交換器を組み合わせて形成される従来の熱交換器においては、チューブ間に配設されるフィンは、第１及び第２熱交換器に一体に形成されたフィンが配設されることが多い。ところが、各熱交換器は、それぞれ用途及び性能が異なり、要求される放熱量、通気抵抗等の要求性能が異なる。このため、どちらか一方の熱交換器の性能に合せてフィン形状を形成すると、もう片方の熱交換率が低下する等の不都合があった。
【０００８】
そのため、第１熱交換器に接合されるフィンと、第２熱交換器に接合されるフィンを別々に設けることが考えられる。しかし、フィンを第１及び第２熱交換器ごとに配設することは、部品点数が増えて作業性が煩雑となるので好ましくない。
【０００９】
そこで、本発明は、第１及び第２の熱交換器に配設されるフィンを別々にすることなく、前記不都合を解決して、熱交換性能の向上が可能な熱交換器を得ることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願第１請求項に記載された発明は、相互に用途の異なる第１及び第２の熱交換器を組み合わせて一体に形成される熱交換器であって、第１の熱交換器を構成するチューブと第２の熱交換器を構成するチューブを通風方向の上流と下流に配置し、前記両チューブの間に一体に形成されたフィンを配設し、前記各チューブの端部を各々タンクに挿入接続した第１及び第２の熱交換器を備えてなる熱交換器において、前記フィンにはルーバーが形成されるとともに、前記ルーバーは、第１熱交換器に配設されるフィン部分に形成されるルーバー群と、第２熱交換器に配設されるフィン部分に形成されるルーバー群とでは異なって形成されるものであり、前記フィンの二つのルーバー群は、前記第１及び第２の熱交換器のそれぞれの熱交換要求性能に合わせるべく、少なくとも、ルーバーの角度、切れ長さ、枚数、幅、の一項目以上が異なるように構成した熱交換器である。
【００１２】
本願第２請求項に記載された発明は、前記請求項１の発明において、前記フィンの二つのルーバー群は、開口方向が異なる構成の熱交換器である。
【００１８】
従って、請求項１に記載された発明は、フィンを通流する空気は、第１及び第２熱交換器の間で異なって通流されるため、各熱交換器の熱交換要求性能を低下させることなく、熱交換を行うことが可能となる。
【００１９】
例えば、ラジエータと、コンデンサが組み合わされて一体に成形された熱交換器において、ラジエータ及びコンデンサの各チューブ間に一体に形成されたフィンを配設した場合、前記フィンをコンデンサの要求性能（放熱量及び通気抵抗）に合わせて、ルーバー角度、切れ長さ、枚数、幅を設定すると、コンデンサは要求性能を満足する。
【００２０】
一方、前記フィンは、同一のものがラジエータにも配設されるが、ラジエータとコンデンサとでは、要求される熱交換性能が異なるため、コンデンサと全く同一のフィンが配設されている場合、ラジエータの性能は要求を満足しない場合が多い。そこで、コンデンサに配設される部分に形成されたルーバーと異なる形状のルーバーが、ラジエータに配設される部分の形成されたフィンを用いることにより、ラジエータの要求性能を満たし、ラジエータの熱交換性能も向上することができる。
【００２１】
このように、ラジエータ及びコンデンサ等の性能の異なる二つの熱交換器が組み合わされて一体に成形される場合に、各熱交換器に配設されるフィン部分ごとに異なる形状のルーバーが形成されたフィンを各熱交換器に配設することにより、フィンピッチ幅等を変えることなく、各熱交換器の性能要求を満足させて、各熱交換器の熱交換率の向上という利点を有した熱交換器を提供することができる。
【００２２】
また、一体に形成されたフィンが各熱交換器の間に亘って配設されるため、チューブの組み付け性が改善され、また、部品点数が削減されて、製造工程が容易となる。このように、異なる性能の熱交換器が組み合わされた熱交換器が形成されていると、熱交換器の取り付けスペースが削減されて、軽量化が実現できるため、熱交換器を取り付ける装置等の小型化が可能となり、また、組み付け工数も削減される利点を有する。
【００２３】
このように、本発明は、フィンに形成される二つのルーバー群を異ならせて形成しているので、各熱交換器の要求性能を満足させることができ、延いては全体としての熱交換率を向上させることができるものである。
【００２４】
更に、前記フィンの二つのルーバー群は、少なくとも、ルーバーの角度、切れ長さ、枚数、幅の一項目以上が異なるように形成し、また、開口方向が異なるように形成する。このようにすることにより、木目細かく各熱交換器の要求性能を満足させることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の具体例を図面に基づいて説明する。
【００３１】
図１は本具体例の熱交換器の斜視図、図２はこの熱交換器に用いるチューブ及びフィンの一部を示すもので、この熱交換器１は、二対のタンク２，２及び３，３が並列に配置され、一方のタンク２，２間に複数のチューブ４，４が配設され、他方のタンク３，３間に複数のチューブ５，５が配設され、前記チューブ４，４及び５，５間にチューブ４，５の間に亘って同一のフィン６，６が配設されて積層され、チューブ４，４及び５，５，フィン６，６が一体に炉中ろう付けされている。尚、各チューブ４，５の両端は、それぞれのタンク２，２及び３，３のチューブ挿入孔（図示を省略）に挿入されて接続されている。
【００３２】
また、タンク２，３の上下端部開口はキャップ８によって閉塞されており、タンク２，３の上端側及び下端側には、サイドプレート接続孔（図示を省略）が設けられ、これらのサイドプレート接続孔には、サイドプレート９，９の両端部が挿入されて接合されている。すなわち、サイドプレート９は４つのタンク２，２及びタンク３，３の上端側及び下端側に接合され、横方向に並列に設置された第１及び第２熱交換器Ａ，Ｂが一体に形成されている。
【００３３】
タンク２の内部には仕切り板（図示を省略）が配設され、タンク２の内部を長手方向に区画している。二対のタンク２，２及び３，３の一方のタンク２，３にはそれぞれ入口継手１０Ａ，１０Ｂが、他方のタンク４，５には出口継手１１Ａ，１１Ｂが、それぞれ接続されている。そして、入口継手１０Ａ，１０Ｂと出口継手１１Ａ，１１Ｂの間で、熱交換媒体が複数回蛇行して通流される。また、チューブ５には長ビード５ａが形成されており、これらの長ビード５ａとプレート面が接合し、或は、長ビード５ａ，５ａ同士が接合して、耐圧性の向上と熱交換媒体の流れに乱流を生じさせて熱交換率の向上を図っている。
【００３４】
本例において、チューブ４，５は、電縫管や押し出し成形されたもの、プレス又はロール成形された二枚のプレートを合せて形成されるもの、プレスまたはロール成形された一枚のプレートを更に半分に折り畳んで形成されるもの、或は、ロール成形しながら一枚のプレートを半分に折り畳んで形成されるものが用いられる。また、チューブの材質は、押し出し材や両面クラッドの３層材、両面クラッドに中間層を持った４層材が用いられる。
【００３５】
図２において、前記フィン６は、第１熱交換器Ａを構成するチューブ４に接合されるフィン６の平面部分と、第２熱交換器Ｂを構成するチューブ５に接合されるフィン６の平面部分とでは、異なるルーバー群が設けられている。この例では、一方のルーバー群のものが他方のルーバー群のものに対して、開口方向、切れ長さ、幅、ルーバー角度、枚数が異なっている。すなわち、図３に示すように、ルーバー７Ａ，７Ｂの開口方向、切れ長さｔ、幅ｗ、ルーバー角度θ、枚数が異なって形成されている。これらのルーバー７Ａ，７Ｂは、フィン６を波状に形成する際に、同時にフィン６の平面部に形成される。
【００３６】
この例では、第１熱交換器Ａはラジエータ、第２熱交換器Ｂはコンデンサであり、第１及び第２熱交換器Ａ，Ｂを横方向に並列に組み合わせて熱交換器１が形成されている。
【００３７】
このように、フィン６の平面部分に形成されるルーバーの開口形状等を第１熱交換器Ａと第２熱交換器Ｂとで変化させることにより、通流する空気の乱流及び拡散を起こして熱交換性能を向上させることができ、また、各熱交換器の熱交換要求性能を満たすことが可能となる。また、一体に作られたフィンを用いて各熱交換率を向上させて、複数の熱交換器を一体に成形することができるため、部品点数が削減されて、製造工程が容易になる。また、複数の熱交換器を一体成形することができると、取り付けスペースが削減されて、軽量化が実現できるため、熱交換器を備えた装置等の小型化が可能となり、また、組み付け工数も削減される。
【００３８】
以下、好ましい実施の態様を図面に基づいて説明する。尚、共通の構成要素は同一の符号を付して説明する。
【００３９】
図４は、フィンの他の具体例に係るもので、前例の図２に示したフィンに伝熱防止用の切り欠き６ａを形成したものである。このようにフィン６に切り欠き６ａを形成した場合は、各熱交換器の熱交換要求性能を満たすことが可能となる前述の効果をより一層具体化することができることになる。
【００４０】
図５及び図６は、フィンの他の具体例に係るもので、図５は、フィンとチューブの一部縦断面図、図６はフィンの一部横断面図を示す。
【００４１】
図５及び図６において、フィン６は、第１及び第２熱交換器Ａ，Ｂに配設されるフィン６の平面部分に、それぞれの熱交換器に応じて、異なる形状のルーバー７Ａ，７Ｂが形成されているものである。これらのルーバー７Ａ，７Ｂは、それぞれ一定のパターンを形成して成形されており、またルーバー７Ａとルーバー７Ｂとでは相互に異なる形状に形成されている。本例によれば、第１熱交換器Ａに接合されるフィン６の部分には、ルーバーが一つの特定パターンを構成し、前記パターンが繰返されてルーバー７Ａが成形されている。一方、第２熱交換器Ｂに接合されるフィン６の部分には、３つのルーバーが一つの特定パターンを構成して前記パターンが繰返されてルーバー７Ｂが成形されている。これらのルーバーは、各ルーバーパターンごとにルーバーの開口方向を適宜に変えて形成されている。尚、本例の熱交換器は、第１及び第２熱交換器Ａ，Ｂを構成するチューブ４が押し出し成形により一体に形成されており、１２ａは、第１熱交換器Ａを構成するチューブ通路であり、１２ｂは第２熱交換器Ｂを構成するチューブ通路である。第１及び第２熱交換器Ａ，Ｂの間に位置する部分には、第１及び第２熱交換器Ａ，Ｂの伝熱を防止するため、空洞部１２ｃが形成されているものである。
【００４２】
このように、各ルーバーパターンごとにルーバー角度、更には切れ長さ、幅、枚数を変えてルーバーを形成し、又はルーバーの開口方向を変えることにより、通流する空気に乱流や拡散が生じるので、熱交換器の熱交換性能を向上させることができる。
【００４３】
図７に示す具体例は、片タンクタイプの第１及び第２熱交換器を組み合わせて形成した熱交換器を示し、図８及び図９は、図７に示す熱交換器のチューブとフィンの一部断面図を示すものである。
【００４４】
これらの図において、チューブ４の一端がタンク２，３に接続されており、各チューブ４，４はチューブ４の長手方向亘ってに閉塞部１３が形成され、通路を長手方向に二分している。一方の通路１４はタンク２に接続されて第１熱交換器Ａを構成し、他方の通路１５は、他方のタンク３に接続されて第２熱交換器Ｂを構成して、第１及び第２熱交換器Ａ，Ｂが一体に形成されている。
【００４５】
１４ａ，１５ａは突条であり、これらの突条１４ａ，１５ａとプレート面が接合し、或は、突条１４ａ，１４ａ又は１５ａ，１５ａ同士が接合して、各通路１４，１５がＵターン形状に形成される。１５ｂ，１５ｂは長ビードである。
【００４６】
第１及び第２熱交換器Ａ，Ｂに配設されるフィン６は、第１熱交換器Ａに接合される部分と、第２熱交換器Ｂに接合される部分とでは、形状の異なるルーバー７Ａ，７Ｂが形成されており、各ルーバー７Ａ，７Ｂはそれぞれ固有のパターンを構成して形成され、パターンごとに交互に異なる開口方向に形成されている。このため、空気の拡散及び乱流が起き、各熱交換器において熱交換性能が向上する。
【００４７】
図１０に示す具体例は、積層したプレートタイプのフィン１６を用いて第１及び第２熱交換器Ａ，Ｂを一体に形成した熱交換器であり、この熱交換器は、プレートフィン１６にチューブ挿入孔１６ａが形成され（図１２参照）、前記チューブ挿入孔１６ａに複数の円管状のチューブ４，４が連通接続され、各チューブ４，４の少なくとも一端が、図１１に示すように、エンドプレート１７のチューブ挿入孔１７ａに接合され、エンドプレート１７に形成された複数のチューブ４，４を囲む二つの矩形状の嵌合溝１７ｂに第１熱交換器Ａを構成するタンクプレート２ｂと、第２熱交換器Ｂを構成するタンクプレート３ｂが嵌合されて第１及び第２熱交換器Ａ，Ｂが一体に成形されているものである。すなわち、この場合は、タンク２，３はエンドプレート１７とタンクプレート２ｂ，３ｂによって形成されるものであって、チューブ４，４、フィン１６，１６及びエンドプレート１７をろう付けした後、タンクプレート２ｂ，３ｂを組み付け、図時を省略したシール材を用いてカシメ等により結合するものである。タンクプレート２ｂ，３ｂには、入口継手１０Ａ，１０Ｂ及び出口継手１１Ａ，１１Ｂが設けられ、タンク２，３の反対側にはサイドプレート９が設けられている。
【００４８】
図１２は図１０に示す熱交換器を形成するプレートフィンを示すものである。このプレートフィン１６には、前記チューブ連通孔１６ａの周囲にルーバー７Ａ，７Ｂが形成されている。ルーバー７Ａ，７Ｂは一定のパターンを構成して形成し、第１熱交換器Ａを構成する部分に形成されるルーバー７Ａと、第２熱交換器Ｂを構成する部分に形成されるルーバー７Ｂとは、各ルーバーパターンごとにルーバー角度、切れ長さ、幅、枚数を変えて形成され、又はルーバーの開口方向を変えて形成されている。このため、プレートフィン１６を通流する空気は、拡散及び乱流を起こして効率的に熱交換性能を向上させることができる。
【００４９】
図１３はプレートフィンの他の例を示すものである。このプレートフィン１６には、前記チューブ連通孔１６ａの周囲にルーバー７Ａ，７Ｂが形成されている。ルーバー７Ａ，７Ｂは一定且つ複数のパターンを構成して形成し、第１熱交換器Ａを構成する部分に形成されるルーバー７Ａと、第２熱交換器Ｂを構成する部分に形成されるルーバー７Ｂとは、各ルーバーパターンごとにルーバー角度、切れ長さ、幅、枚数を変えて形成され、又はルーバーの開口方向を変えて形成されている。このため、前例同様、プレートフィン１６を通流する空気は、拡散及び乱流を起こして効率的に熱交換性能を向上させることができる。
【００５０】
この他、タンク部をチューブと一体に成形するラミネートタイプの一体型熱交換器、二分割タイプのタンクを用いた熱交換器等においても同様に、開口形態を変えたルーバーが形成されたフィンを用いて、熱交換性能を向上させることが可能となる。
【００５１】
このように、上述した本具体例の熱交換器は、フィンに形成される二つのルーバー群を異ならせて形成しているので、各熱交換器の要求性能を満足させることができ、延いては全体としての熱交換率を向上させることができるものである。
【００５２】
また、フィンの二つのルーバー群が、少なくともルーバー角度、切れ長さ、枚数、幅、の一項目以上、又は開口方向が異なるように形成されていると、木目細かく各熱交換器の要求性能を満足させることができる。
【００５３】
更に、本具体例のものは、チューブとフィンを一体に組み付けて炉中ろう付けする構成の熱交換器に用いることができる。基本的には、チューブとフィンを一体に組み込んで炉中ろう付けするものであり、このチューブとフィンのろう付けに加えて、後記のタンク、タンクを構成するタンク部、タンクを構成するエンドプレート等のいずれかを同時にろう付けすることになる。
【００５４】
また、チューブ、フィン及びタンクを一体に組み付けて炉中ろう付けする構成の熱交換器にも上述したフィン構造を用いることができる。この場合は、タンクは円筒状のものや、二分割のものを一体に組み合わせて、チューブ及びフィンとともに一体にろう付けする。
【００５５】
また、チューブ、フィン及び積層されてタンクを形成するタンク部を一体に組み付けて炉中ろう付けする構成の熱交換器にも用いることができる。この場合は、チューブにタンク部が一体成形された前述のラミネートタイプのものを、一体ろう付けするものである。
【００５６】
また、チューブとフィンとエンドプレートを炉中ろう付けした後にタンクと接合する構成の熱交換器にも本例のフィン構造を用いることができる。この場合は、チューブとフィンを炉中ろう付けした後に、シール材を用いてカシメ等により結合する。熱交換器に要求される耐圧性があまり高くない場合である。
【００５７】
また、チューブに、Ｕターン形状の通路が形成されている構成の熱交換器にも用いられる。この構成の熱交換器は、Ｕターン形状の通路と反対側のチューブの端部をタンクに接合して形成される片タンクタイプのものであり、本例のフィン構造は、この片タンクタイプのものにも適用することができる。
【００５８】
以上説明したように、本発明は、相互に用途の異なる第１及び第２の熱交換器を組み合わせて一体に形成される熱交換器であって、第１の熱交換器を構成するチューブと第２の熱交換器を構成するチューブを通風方向の上流と下流に配置し、前記両チューブの間に一体に形成されたフィンを配設し、前記各チューブの端部を各々タンクに挿入接続した第１及び第２の熱交換器を備えてなる熱交換器において、前記フィンにはルーバーが形成されるとともに、前記ルーバーは、第１熱交換器に配設されるフィン部分に形成されるルーバー群と、第２熱交換器に配設されるフィン部分に形成されるルーバー群とでは異なって形成されるものであり、前記フィンの二つのルーバー群は、前記第１及び第２の熱交換器のそれぞれの熱交換要求性能に合わせるべく、少なくとも、ルーバーの角度、切れ長さ、枚数、幅、の一項目以上が異なるように構成した熱交換器である。そして、前記フィンの二つのルーバー群を、少なくともルーバーの角度が異なるもの、ルーバーの切れ長さが異なるもの、ルーバーの枚数が異なるもの、ルーバーの幅の一項目以上が異なるものや、ルーバーの開口角度が異なるもの等のように、異なって形成すると、フィンを通流する空気は、第１及び第２熱交換器の間で異なって通流されるため、各熱交換器の熱交換要求性能を低下させることなく、熱交換を行うことが可能となる。
【００５９】
このように、本発明は、フィンに形成される二つのルーバー群を異ならせて形成しているので、各熱交換器の要求性能を満足させることができ、延いては全体としての熱交換率を向上させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体例に係る熱交換器の斜視図である。
【図２】本発明の具体例に係り、図１のフィン及びチューブの一部縦断面図である。
【図３】ルーバーの開口方向、開口角度、切れ長さ、幅を説明するためのフィン及びチューブの一部縦断面図である。
【図４】本発明の他の具体例に係り、フィン及びチューブの一部縦断面図である。
【図５】本発明の他の具体例に係り、フィン及びチューブの一部縦断面図である。
【図６】図５に示すフィンの横断面図である。
【図７】本発明の他の具体例に係る熱交換器の斜視図である。
【図８】本発明の他の具体例に係り、フィン及びチューブの一部縦断面図である。
【図９】本発明の他の具体例に係り、Ｕターン形状の通路が形成されているチューブの横断面図である。
【図１０】本発明の他の具体例に係る熱交換器の斜視図である。
【図１１】図１０に示す熱交換器のタンク部分の縦断面図である。
【図１２】図１０に示す熱交換器のフィン及びチューブの縦断面図である。
【図１３】プレートフィンの他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 熱交換器
２ タンク
２ｂ タンクプレート
３ タンク
３ｂ タンクプレート
４ チューブ
５ チューブ
５ａ 長ビード
６ フィン
６ａ 切り欠き
７Ａ ルーバー
７Ｂ ルーバー
８ キャップ
９ サイドプレート
１０Ａ 入口継手
１０Ｂ 入口継手
１１Ａ 出口継手
１１Ｂ 出口継手
１２ａ チューブ通路
１２ｂ チューブ通路
１２ｃ 空洞部
１３ 閉塞部
１４ 通路
１４ａ 突条
１５ 通路
１５ａ 突条
１５ｂ 長ビード
１６ プレートフィン
１６ａ チューブ連通孔
１７ エンドプレート
１７ａ チューブ挿入孔
１７ｂ 嵌合溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger formed by combining two heat exchangers having different uses.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a heat exchanger formed by combining two heat exchangers having different uses is known. As this type of heat exchanger, for example, a configuration in which tubes and fins are disposed between a pair of tanks as described in Japanese Utility Model Publication No. 6-45155 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-332890. A heat exchanger in which a first heat exchanger and a second heat exchanger configured in the same manner as the first heat exchanger are arranged in parallel and are mutually connected and integrated has been proposed.
[0003]
Further, as described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-54076, flat plate fins are stacked, a plurality of tubes are connected to the plate fins, and one end of each tube constitutes a tank. Further, a tank plate is assembled to the end plate to constitute a heat exchanger, and the end plate and the tank plate are provided separately, or the tank plate is provided separately and the first is provided. A heat exchanger in which the heat exchanger and the second heat exchanger are integrally formed has been proposed.
[0004]
In addition, a heat exchanger in which two different heat exchangers are combined in series in the vertical direction or the horizontal direction is known. For example, as described in Japanese Utility Model Publication Nos. 59-16692 and 2-36772, tubes and fins are arranged between a pair of tanks, and a partition plate is placed in the middle of the pair of tanks. It has been proposed to have two heat exchangers even if they are mounted and structurally one heat exchanger.
[0005]
In such a heat exchanger, the tank and the tube form a heat exchange medium flow path, and the fins form an air flow path. And the heat exchange medium supplied from the said tank flows through the inside of a some tube, and it is provided in the structure which heat-exchanges with the exterior by the fin interposed between tubes.
[0006]
The fins have the same pitch as a flat fin material is rotated between several pairs of upper and lower gear-shaped roll molds that mesh with each other and then compressed or compressed in the length direction. It is formed in a side wave shape. Also, in consideration of heat exchange rate improvement and ventilation resistance, fins are generally formed with louvers on their surfaces, and louvers are simultaneously formed by the roll mold when forming fins in a wave shape. Is done.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional heat exchanger formed by combining two heat exchangers, fins disposed between the tubes are disposed integrally with the first and second heat exchangers. There are many. However, each heat exchanger has a different application and performance, and a required performance such as a required heat radiation amount and ventilation resistance is different. For this reason, when the fin shape is formed in accordance with the performance of either one of the heat exchangers, there is a disadvantage that the heat exchange rate of the other is lowered.
[0008]
Therefore, it is conceivable to separately provide fins that are joined to the first heat exchanger and fins that are joined to the second heat exchanger. However, it is not preferable to dispose the fins for each of the first and second heat exchangers because the number of parts increases and the workability becomes complicated.
[0009]
Accordingly, the present invention provides a heat exchanger capable of improving the heat exchange performance by solving the above-described disadvantages without separately providing fins disposed in the first and second heat exchangers. It is the purpose.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention described in claim 1 of the present application is a heat exchanger formed integrally by combining first and second heat exchangers having different uses , and constitutes the first heat exchanger. The tubes constituting the tubes and the second heat exchanger are arranged upstream and downstream in the air flow direction, fins formed integrally between the tubes are arranged, and the end portions of the tubes are respectively connected to the tanks. In the heat exchanger including the first and second heat exchangers inserted and connected, the fins are formed with louvers, and the louvers are formed at fin portions disposed in the first heat exchanger. a louver group to be, in the louver group are formed in the fin portion to be disposed in the second heat exchanger is shall be differently formed, two louvers group of the fins, the first and second Required heat exchange performance of each heat exchanger To fit, at least, an angle of the louver, break length, number, width, a heat exchanger in which one or more items have been configured differently in.
[0012]
The invention described in claim 2 of the present application is the heat exchanger according to claim 1, wherein the two louver groups of the fins have different opening directions.
[0018]
Therefore, in the invention described in claim 1, since the air flowing through the fins flows differently between the first and second heat exchangers, the heat exchange requirement performance of each heat exchanger is lowered. Heat exchange can be performed without any problem.
[0019]
For example, in a heat exchanger formed integrally by combining a radiator and a condenser, when fins are formed integrally between the tubes of the radiator and the condenser, the fins are connected to the required performance (heat radiation amount) of the condenser. If the louver angle, cutting length, number of sheets, and width are set in accordance with the airflow resistance), the capacitor satisfies the required performance.
[0020]
On the other hand, the same fins are also disposed on the radiator. However, since the required heat exchange performance differs between the radiator and the condenser, when the fins that are exactly the same as the condenser are disposed, the radiator In many cases, the performance of the system does not satisfy the requirements. Therefore, the louver with a shape different from the louver formed in the part provided in the condenser uses the fin formed in the part provided in the radiator to meet the required performance of the radiator, and the heat exchange performance of the radiator Can also be improved.
[0021]
Thus, when two heat exchangers having different performances such as a radiator and a condenser are combined and molded integrally, a louver having a different shape is formed for each fin portion arranged in each heat exchanger. By arranging the fins in each heat exchanger, the heat requirement has the advantage of improving the heat exchange rate of each heat exchanger by satisfying the performance requirements of each heat exchanger without changing the fin pitch width etc. An exchanger can be provided.
[0022]
In addition, since the integrally formed fins are disposed between the heat exchangers, the assembly of the tube is improved, the number of parts is reduced, and the manufacturing process is facilitated. Thus, when a heat exchanger in which heat exchangers with different performances are combined is formed, the space for mounting the heat exchanger can be reduced and the weight can be reduced. It is possible to reduce the size and to reduce the number of assembling steps.
[0023]
Thus, since the present invention is formed by making the two louver groups formed on the fins different, the required performance of each heat exchanger can be satisfied, and as a result, the overall heat exchange rate. Can be improved.
[0024]
Further , the two louver groups of the fins are formed so that at least one item of the louver angle, the cut length, the number of sheets, and the width is different, and the opening directions are different. By doing in this way, the required performance of each heat exchanger can be satisfied finely.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Specific examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0031]
FIG. 1 is a perspective view of a heat exchanger of this specific example, and FIG. 2 shows a part of tubes and fins used in this heat exchanger. The heat exchanger 1 includes two pairs of tanks 2, 2 and 3. , 3 are arranged in parallel, a plurality of tubes 4, 4 are arranged between one tank 2, 2, and a plurality of tubes 5, 5 are arranged between the other tank 3, 3, The same fins 6 and 6 are arranged between the tubes 4 and 5 and 5 between the tubes 4 and 5, and the tubes 4, 4 and 5, 5, 5 and 6 are brazed together in the furnace. Has been. In addition, both ends of each tube 4 and 5 are inserted and connected to tube insertion holes (not shown) of the respective tanks 2, 2 and 3 and 3.
[0032]
The upper and lower end openings of the tanks 2 and 3 are closed by caps 8, and side plate connecting holes (not shown) are provided on the upper and lower ends of the tanks 2 and 3. Both end portions of the side plates 9, 9 are inserted and joined to the connection holes. That is, the side plate 9 is joined to the upper end side and the lower end side of the four tanks 2 and 2 and the tanks 3 and 3, and the first and second heat exchangers A and B installed in parallel in the lateral direction are integrally formed. Has been.
[0033]
A partition plate (not shown) is disposed inside the tank 2 to partition the inside of the tank 2 in the longitudinal direction. An inlet joint 10A, 10B is connected to one tank 2, 3 of the two pairs of tanks 2, 2, and 3, 3, and an outlet joint 11A, 11B is connected to the other tank 4, 4, respectively. Then, the heat exchange medium meanders and flows through the inlet joints 10A and 10B and the outlet joints 11A and 11B a plurality of times. In addition, long beads 5a are formed in the tube 5, and the long beads 5a and the plate surface are joined together, or the long beads 5a and 5a are joined together, thereby improving the pressure resistance and the heat exchange medium. A turbulent flow is generated to improve the heat exchange rate.
[0034]
In this example, the tubes 4 and 5 are made of an electric-welded tube, an extrusion-molded tube, a combination of two plates formed by press or roll molding, or a single plate molded by press or roll molding. One formed by folding in half or one formed by folding a single plate in half while roll forming is used. Further, as the material of the tube, an extruded material, a three-layer material of double-sided clad, or a four-layer material having an intermediate layer on both-side clad is used.
[0035]
In FIG. 2, the fins 6 are plane portions of the fins 6 joined to the tubes 4 constituting the first heat exchanger A and planes of the fins 6 joined to the tubes 5 constituting the second heat exchanger B. Different louver groups are provided for the portions. In this example, the opening direction, the cutting length, the width, the louver angle, and the number of sheets of one louver group are different from those of the other louver group. That is, as shown in FIG. 3, the opening direction, the cut length t, the width w, the louver angle θ, and the number of the louvers 7A and 7B are different. These louvers 7 </ b> A and 7 </ b> B are simultaneously formed on the flat portion of the fin 6 when the fin 6 is formed in a wave shape.
[0036]
In this example, the first heat exchanger A is a radiator, the second heat exchanger B is a condenser, and the heat exchanger 1 is formed by combining the first and second heat exchangers A and B in parallel in the horizontal direction. ing.
[0037]
In this way, by changing the opening shape of the louver formed in the planar portion of the fin 6 between the first heat exchanger A and the second heat exchanger B, turbulent flow and diffusion of the flowing air are caused. Thus, the heat exchange performance can be improved, and the required heat exchange performance of each heat exchanger can be satisfied. Moreover, since each heat exchange rate can be improved using the fins made integrally and a several heat exchanger can be shape | molded integrally, a number of parts is reduced and a manufacturing process becomes easy. In addition, if a plurality of heat exchangers can be integrally formed, the mounting space can be reduced and the weight can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the size of a device equipped with a heat exchanger, and the assembly man-hours are also reduced. Reduced.
[0038]
Hereinafter, preferred embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, a common component is attached | subjected and demonstrated with the same code | symbol.
[0039]
FIG. 4 relates to another specific example of the fin, in which a notch 6a for preventing heat transfer is formed in the fin shown in FIG. 2 of the previous example. Thus, when the notch 6a is formed in the fin 6, the above-mentioned effect that can satisfy the heat exchange required performance of each heat exchanger can be further embodied.
[0040]
5 and 6 relate to another specific example of the fin. FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view of the fin and the tube, and FIG. 6 is a partial transverse sectional view of the fin.
[0041]
5 and 6, the fins 6 are arranged on the plane portions of the fins 6 disposed in the first and second heat exchangers A and B, and louvers 7A and 7B having different shapes depending on the respective heat exchangers. Is formed. The louvers 7A and 7B are formed in a certain pattern, and the louvers 7A and louvers 7B are formed in different shapes. According to this example, the louver constitutes one specific pattern in the portion of the fin 6 joined to the first heat exchanger A, and the louver 7A is formed by repeating the pattern. On the other hand, in the portion of the fin 6 joined to the second heat exchanger B, three louvers constitute one specific pattern, and the pattern is repeated to form a louver 7B. These louvers are formed by appropriately changing the opening direction of the louvers for each louver pattern. In the heat exchanger of this example, the tubes 4 constituting the first and second heat exchangers A and B are integrally formed by extrusion molding, and 12a is a tube constituting the first heat exchanger A. A passage 12b is a tube passage constituting the second heat exchanger B. A cavity 12c is formed in a portion located between the first and second heat exchangers A and B in order to prevent heat transfer of the first and second heat exchangers A and B. .
[0042]
In this way, louvers are formed by changing the louver angle, further cutting length, width, number of sheets for each louver pattern, or changing the opening direction of the louvers, so that turbulent flow and diffusion occur in the flowing air. The heat exchange performance of the heat exchanger can be improved.
[0043]
The specific example shown in FIG. 7 shows the heat exchanger formed by combining the first and second heat exchangers of the single tank type, and FIGS. 8 and 9 show the tubes and fins of the heat exchanger shown in FIG. A partial sectional view is shown.
[0044]
In these drawings, one end of the tube 4 is connected to the tanks 2 and 3, and each tube 4, 4 is formed with a closed portion 13 over the longitudinal direction of the tube 4, and divides the passage in the longitudinal direction. . One passage 14 is connected to the tank 2 to constitute the first heat exchanger A, and the other passage 15 is connected to the other tank 3 to constitute the second heat exchanger B, and the first and first Two heat exchangers A and B are integrally formed.
[0045]
14a and 15a are ridges, and these ridges 14a and 15a are joined to the plate surface, or the ridges 14a and 14a or 15a and 15a are joined to each other, and each of the passages 14 and 15 has a U-turn shape. Formed. 15b and 15b are long beads.
[0046]
The fins 6 disposed in the first and second heat exchangers A and B have different shapes in the portion joined to the first heat exchanger A and the portion joined to the second heat exchanger B. Louvers 7A and 7B are formed, and each louver 7A and 7B is formed by forming a unique pattern, and is alternately formed in different opening directions for each pattern. For this reason, air diffusion and turbulent flow occur, and the heat exchange performance is improved in each heat exchanger.
[0047]
The specific example shown in FIG. 10 is a heat exchanger in which the first and second heat exchangers A and B are integrally formed by using laminated plate type fins 16, and this heat exchanger is connected to the plate fins 16. A tube insertion hole 16a is formed (see FIG. 12), and a plurality of tubular tubes 4, 4 are connected to the tube insertion hole 16a, and at least one end of each tube 4, 4 is as shown in FIG. A tank plate 2b constituting the first heat exchanger A in two rectangular fitting grooves 17b which are joined to the tube insertion holes 17a of the end plate 17 and surround the plurality of tubes 4 and 4 formed in the end plate 17. The tank plate 3b constituting the second heat exchanger B is fitted and the first and second heat exchangers A and B are integrally formed. That is, in this case, the tanks 2 and 3 are formed by the end plate 17 and the tank plates 2b and 3b. After the tubes 4 and 4, the fins 16 and 16 and the end plate 17 are brazed, the tank plate 2b and 3b are assembled and connected by caulking or the like using a sealing material omitted in the drawing. The tank plates 2 b and 3 b are provided with inlet joints 10 A and 10 B and outlet joints 11 A and 11 B, and a side plate 9 is provided on the opposite side of the tanks 2 and 3.
[0048]
FIG. 12 shows plate fins forming the heat exchanger shown in FIG. In the plate fin 16, louvers 7A and 7B are formed around the tube communication hole 16a. The louvers 7A and 7B are formed in a fixed pattern, and the louvers 7A are formed in a portion constituting the first heat exchanger A, and the louvers 7B are formed in a portion constituting the second heat exchanger B. Each louver pattern is formed by changing the louver angle, cutting length, width, number of sheets, or by changing the opening direction of the louvers. For this reason, the air flowing through the plate fins 16 can cause diffusion and turbulence to efficiently improve the heat exchange performance.
[0049]
FIG. 13 shows another example of a plate fin. In the plate fin 16, louvers 7A and 7B are formed around the tube communication hole 16a. The louvers 7A and 7B are formed in a fixed and plural pattern, and the louvers 7A formed in the portion constituting the first heat exchanger A and the louvers formed in the portion constituting the second heat exchanger B. 7B is formed by changing the louver angle, cutting length, width, number of sheets for each louver pattern, or by changing the opening direction of the louvers. For this reason, as in the previous example, the air flowing through the plate fins 16 can cause diffusion and turbulence to efficiently improve the heat exchange performance.
[0050]
In addition, in a laminated type integrated heat exchanger in which the tank part is formed integrally with the tube, a heat exchanger using a two-divided type tank, and the like, a fin formed with a louver having a changed opening form is also used. It is possible to improve the heat exchange performance.
[0051]
Thus, since the heat exchanger of this specific example described above is formed by making the two louver groups formed on the fins different, the required performance of each heat exchanger can be satisfied and extended. Can improve the heat exchange rate as a whole.
[0052]
Also, if the two louver groups of fins are formed so that at least one item of louver angle, cutting length, number of sheets, width, or opening direction is different, the required performance of each heat exchanger is finely satisfied. Can be made.
[0053]
Furthermore, the thing of this example can be used for the heat exchanger of the structure which assembles | assembles a tube and a fin integrally and brazes in a furnace. Basically, tubes and fins are integrated into one unit and brazed in the furnace. In addition to brazing the tubes and fins, the tanks described below, the tank parts that make up the tanks, and the end plates that make up the tanks Etc. will be brazed at the same time.
[0054]
Moreover, the fin structure mentioned above can also be used for the heat exchanger of the structure which assembles | assembles a tube, a fin, and a tank integrally, and brazes in a furnace. In this case, the tank or the two parts of the tank are integrally combined and brazed together with the tube and the fin.
[0055]
Moreover, it can be used also for the heat exchanger of the structure which integrally assembles the tank part which laminates | stacks a tube, a fin, and forms a tank and brazes in a furnace. In this case, the above-mentioned laminate type in which the tank portion is integrally formed on the tube is integrally brazed.
[0056]
The fin structure of this example can also be used in a heat exchanger configured to be joined to a tank after the tubes, fins, and end plates are brazed in the furnace. In this case, after the tube and the fin are brazed in the furnace, they are joined by caulking or the like using a sealing material. This is a case where the pressure resistance required for the heat exchanger is not so high.
[0057]
Moreover, it is used also for the heat exchanger of the structure by which the U-turn-shaped channel | path is formed in the tube. The heat exchanger of this configuration is of the single tank type formed by joining the end of the tube opposite to the U-turn shaped passage to the tank, and the fin structure of this example is of this single tank type It can also be applied to things.
[0058]
As described above, the present invention is a heat exchanger formed integrally by combining the first and second heat exchangers having different uses, and the tube constituting the first heat exchanger, The tubes constituting the second heat exchanger are arranged upstream and downstream in the ventilation direction, fins formed integrally between the two tubes are arranged, and the ends of the tubes are inserted and connected to the tanks, respectively. In the heat exchanger including the first and second heat exchangers, a louver is formed on the fin, and the louver is formed on a fin portion disposed in the first heat exchanger. and louver group, in the louver group are formed in the fin portion to be disposed in the second heat exchanger is shall be differently formed, two louvers group of the fins, the first and second heat Match the heat exchanger required performance of each exchanger. In order to, at least, an angle of the louver, break length, number, width, a heat exchanger in which one or more items have been configured differently in. And the two louver groups of the fins are those having at least different louver angles, different louver cut lengths, different louver numbers, different louver widths, or different louver opening angles. If they are formed differently, such as different ones, the air flowing through the fins flows differently between the first and second heat exchangers, thus reducing the heat exchange required performance of each heat exchanger. Heat exchange can be performed without causing the heat exchange.
[0059]
Thus, since the present invention is formed by making the two louver groups formed on the fins different, the required performance of each heat exchanger can be satisfied, and as a result, the overall heat exchange rate. Can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a heat exchanger according to a specific example of the present invention.
2 is a partial longitudinal sectional view of the fin and tube of FIG. 1 according to a specific example of the present invention.
FIG. 3 is a partial longitudinal sectional view of a fin and a tube for explaining an opening direction, an opening angle, a cutting length, and a width of a louver.
FIG. 4 is a partial longitudinal sectional view of a fin and a tube according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view of a fin and a tube according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of the fin shown in FIG.
FIG. 7 is a perspective view of a heat exchanger according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a partial longitudinal sectional view of a fin and a tube according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a tube in which a U-turn-shaped passage is formed according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view of a heat exchanger according to another embodiment of the present invention.
11 is a longitudinal sectional view of a tank portion of the heat exchanger shown in FIG.
12 is a longitudinal sectional view of fins and tubes of the heat exchanger shown in FIG.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing another example of a plate fin.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat exchanger 2 Tank 2b Tank plate 3 Tank 3b Tank plate 4 Tube 5 Tube 5a Long bead 6 Fin 6a Notch 7A Louver 7B Louver 8 Cap 9 Side plate 10A Inlet joint 10B Inlet joint 11A Outlet joint 11B Outlet joint 12a Tube passage 12b Tube passage 12c Cavity 13 Closure 14 Passage 14a Projection 15 Passage 15a Projection 15b Long bead 16 Plate fin 16a Tube communication hole 17 End plate 17a Tube insertion hole 17b Fitting groove

Claims (2)

相互に用途の異なる第１及び第２の熱交換器を組み合わせて一体に形成される熱交換器であって、第１の熱交換器を構成するチューブと第２の熱交換器を構成するチューブを通風方向の上流と下流に配置し、前記両チューブの間に一体に形成されたフィンを配設し、前記各チューブの端部を各々タンクに挿入接続した第１及び第２の熱交換器を備えてなる熱交換器において、
前記フィンにはルーバーが形成されるとともに、前記ルーバーは、第１熱交換器に配設されるフィン部分に形成されるルーバー群と、第２熱交換器に配設されるフィン部分に形成されるルーバー群とでは異なって形成されるものであり、
前記フィンの二つのルーバー群は、前記第１及び第２の熱交換器のそれぞれの熱交換要求性能に合わせるべく、少なくとも、ルーバーの角度、切れ長さ、枚数、幅、の一項目以上が異なるように構成したものであることを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger formed integrally by combining first and second heat exchangers having different uses, and a tube constituting the first heat exchanger and a tube constituting the second heat exchanger First and second heat exchangers arranged upstream and downstream in the ventilation direction, with fins formed integrally between the two tubes, and having the ends of the tubes inserted and connected to the tanks, respectively. In a heat exchanger comprising:
A louver is formed on the fin, and the louver is formed on a louver group formed on a fin portion disposed on the first heat exchanger and on a fin portion disposed on the second heat exchanger. that the louver group are shall be differently formed,
The two louver groups of the fins are different from each other in at least one of the louver angle, the cut length, the number of sheets, and the width in order to match the required heat exchange performance of the first and second heat exchangers. A heat exchanger characterized in that it is configured as described above . 前記フィンの二つのルーバー群は、開口方向が異なるものであることを特徴とする前記請求項１記載の熱交換器。The heat exchanger according to claim 1, wherein the two louver groups of the fins have different opening directions .
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