JP4189128B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、熱交換器に関し、気液分離器を接続するコネクタを効率良く構成したものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車に搭載される冷凍装置におけるコンデンサは、複数のチューブと複数のフィンとを交互に積層し、チューブの端部をタンクに接続して構成されている。媒体は、タンクに設けられた入口部から内部に取り入れられて、チューブに伝わる熱によって熱交換をしつつチューブを通過した後、タンクに設けられた出口部から外部に排出される。
【０００３】
また、コンデンサの場合は、タンクに気液分離器を接続したものがあり、媒体は、入口部から出口部へ通過する過程において、タンクから気液分離器に一旦送られ、液層のみが出口部に向かう構成となっている。
【０００４】
この種の熱交換器としては、例えば、特開平１１−２７０９２７号に記載されたもののように、板部材を重ね合わせて形成される接続部材を用いて、タンクと気液分離器を接続してなるものが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した熱交換器においては、所要の耐圧性、熱交換効率、強度等が確実に確保されるとともに、製造が容易であるものが望ましく、タンクと気液分離器を接続するコネクタについても、それらの諸点を踏まえて、更なる改良が求められている。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、合理的に構成したコネクタと、これを用いた熱交換器を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願第１請求項に記載した発明は、媒体の熱交換を行う熱交換器のタンクと該熱交換器に用いられる気液分離器とを接続する熱交換器用コネクタを用いた熱交換器において、
前記コネクタは、鍛造にて製造したアルミニウム合金製のブロック状部材であり、
前記媒体を前記タンクから前記気液分離器へ流通する第１流路と、
前記媒体を前記気液分離器から前記タンクへ流通する第２流路と、
前記タンクの外面にろう付けされる着座面と、
前記第１流路の入口端部を前記タンクの内部にもたらす第１パイプ部と、
前記第２流路の出口端部を前記タンクの内部にもたらす第２パイプ部と、を備えたコネクタであって、
このコネクタは、前記気液分離器を装着するためのボルトを挿通する挿通部を一体に設ける一方、前記挿通部は前記流路とは反対側にボルト挿通用の開放部を備え、
更に、前記コネクタの一断面における内部構造において、前記第１流路及び前記第２流路が、ぞれぞれ入口端部から出口端部まで連続するように設けられており、
前記コネクタの前記着座面には、該着座面を拡張するフランジ部を備え、前記フランジ部を備えた前記着座面が前記タンクにろう付けされる熱交換器であり、これにより、コネクタが合理的に構成される。
【０００８】
つまり、本請求項の熱交換器は、着座面をタンクの外面にろう付けすることにより、タンクに対する支持強度を十分に確保し、且つ、タンクの外面にろう付けされる着座面に第１パイプ部及び第２パイプ部を設けることにより、タンクとの密閉性を確実に確保したものである。
【０００９】
そして、第１流路及び第２流路がコネクタの一断面においてそれぞれ連続しているので、コネクタは、その構成が簡素化され、小型化、軽量化を達成するとともに、容易に製造することが可能となる。
【００１０】
ここで、断面とは、物体を平面で切ったときの切断面である。しかるに、コネクタを平面で切ったときの切断面の少なくとも一つには、第１流路及び第２流路の双方が、入口端部から出口端部まで途切れることなく現れる。
【００１１】
仮に、第１流路及び第２流路が互いに立体交差した状態であると、それらは、コネクタの一断面において、このように連続して現れることはない。そして、このような流路の立体交差は、コネクタの不要な大型化、重量化を招くとともに、コネクタの製造を困難にする原因となるが、本発明では、そのような不都合を回避することができる。
【００１２】
本願第２請求項に記載した発明は、前記請求項１記載のコネクタを用いた熱交換器において、
前記コネクタには気液分離器が接続され、
前記気液分離器は、前記第１流路の出口端部を接続する流入部と、前記第２流路の入口端部を接続する流出部とを備え、
前記タンクは、前記コネクタの前記第１流路と前記第２流路に各々別に連通して、前記媒体を前記コネクタに導出入させる第１流路用孔部と第２流路用孔部とを設け、
前記第１流路用孔部と第２流路用孔部との間には仕切部材が配置されている構成の熱交換器である。
【００１３】
つまり、本請求項の熱交換器は、請求項１のコネクタを用いることにより、タンクにコネクタを介して取付ける、例えば気液分離器の、支持強度を十分に確保することができるものである。
【００１４】
また、かかるコネクタは、着座面を拡張するフランジ部を設けることにより、タンクの外面と着座面とのろう付け面積を大きく確保したものであり、タンクに対するコネクタの支持強度は一層向上される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下の図面に基づいて、本発明の具体例について詳細に説明する。
【００１９】
本例の熱交換器１は、自動車に搭載される冷凍装置のコンデンサであり、図１及び図２に示すように、媒体を流通する複数のチューブ２１０及び複数のフィン２２０を交互に積層してなるコア２００と、チューブ２１０の両端部がそれぞれ接続された一対のタンク３００とを備え、コア２００に伝わる熱によって媒体の熱交換を行うように構成している。
【００２０】
タンク３００には、媒体を流入する入口部４００、及び媒体を流出する出口部５００をそれぞれ設けている。
【００２１】
媒体は、入口部４００からタンク３００の内部に取り入れられて、熱交換をしつつチューブ２１０を流通した後、出口部５００から外部に排出される。
【００２２】
尚、各タンク３００は、内部を仕切部材３０１にて所定の間隔に区画したものであり、媒体は、各タンク３００の間を複数回往復する構成となっている。
【００２３】
また、コア２００の上下側部には、補強部材たるサイドプレート６００をそれぞれ設けている。各サイドプレート６００の端部は、タンク３００に支持している。
【００２４】
更に、一方のタンク３００には、気液分離器７００を接続するコネクタ８００を設けている。この気液分離器７００は、媒体を気層と液層に分離するものであり、タンク３００に設けられたコネクタ８００に対して着脱可能に装着されている。
【００２５】
媒体は、入口部４００から出口部５００へ流通する過程において、タンク３００から気液分離器７００に一旦送られ、液層のみが出口部５００に向かう構成となっている。
【００２６】
つまり媒体は、タンク３００からコネクタ８００を通じて、気液分離器７００の底部に設けられた流入部７１０から導入管７２０に送り込まれ、導入管７２０を上昇して気液分離器７００内に噴出される。そして、気液分離器７００内の下方に液層が溜まることにより、気層と液層に分離される。
【００２７】
気液分離器７００内の下方に溜まった液層の媒体は、気液分離器７００底部に設けられた流出部７５０からコネクタ８００を通じてタンク３００に送り返され、更に熱交換をしつつチューブ２１０を流通して出口部５００へと向かう。
【００２８】
また、本例の気液分離器７００は、乾燥剤層７３０及びフィルタ７４０を内装している。媒体に含まれた水分及び不純物は、媒体がこれらを通過することによって取り除かれる。
【００２９】
熱交換器１を構成するこれらのチューブ２１０、フィン２２０、タンク３００、入口部４００、出口部５００、サイドプレート６００、及びコネクタ８００は、アルミニウム又はその合金を成形してなる部材からなり、各部材を組み立てて、その組み立て体を炉中で加熱処理することによって一体に形成している。各部材の要所には、予め、ろう材のクラッド及びフラックスの塗布等を施している。
【００３０】
尚、コネクタ８００は、このような炉中ろう付けによって一体に形成しているが、或いは、別途にトーチろう付けをして設けてもよい。
【００３１】
本例のコネクタ８００は、図３及び図５に示すように、鍛造にて製造したアルミニウム製又はアルミニウム合金製のブロック状の部材であり、媒体をタンク３００から気液分離器７００へ流通する第１流路８１０と、媒体を気液分離器７００からタンク３００へ流通する第２流路８２０と、タンク３００の外面にろう付けされる着座面８３０と、着座面８３０から突出して第１流路８１０の入口端部８１０ａをタンク３００の内部にもたらす第１パイプ部８１１と、着座面８３０から突出して第２流路８２０の出口端部８２０ｂをタンクの内部３００にもたらす第２パイプ部８２１と、着座面を拡張するフランジ部８３０ａとを備えている。
【００３２】
つまり、本例では、着座面８３０から突出した第１パイプ部８１１及び第２パイプ部８１２をタンク３００内に挿入し、着座面８３０をタンク３００の外面にろう付けすることにより、タンク３００との密閉性を確保するとともに、タンク３００に対する支持強度を確保している。
【００３３】
本例の場合、着座面８３０は、フランジ部８３０ａにて拡張されているので、タンク３００の外面と着座面８３０とのろう付け面積は、比較的大きく確保される。従って、タンク３００に対するコネクタ８００の支持強度は一層向上される一方、タンク３００には、第１パイプ部８１１及び第２パイプ部８２１をそれぞれ挿入する孔部３０２，３０３を設けている。
【００３４】
尚、本例のタンク３００は、半円筒形状のタンクプレート３１０と、チューブ２１０を接続する孔部を列設したエンドプレート３２０とを組み立ててなるものであり、第１パイプ部８１１及び第２パイプ部８２１をそれぞれ挿入する孔部３０２，３０３は、タンクプレート３１０に設けられている。また、タンク３００内部において、第１パイプ部８１１を挿入する孔部３０２と、第２パイプ部８２１を挿入する孔部３０３との間には、前述した仕切部材３０１が配置されている。
【００３５】
更に、コネクタ８００の内部構造に関し、第１流路８１０及び第２流路８２０は、コネクタ８００を垂直に二分したときの断面において、それぞれ各流路の入口端部から出口端部まで連続するように設けている。
【００３６】
すなわち、第１流路８１０及び第２流路８２０の立体交差を回避し、コネクタ８００の簡素化を達成している。
【００３７】
また、コネクタ８００には、ボルトを挿通する挿通部８４０を設けており、気液分離器７００には、そのボルトを螺合する雌ネジ部を設けている。気液分離器７００は、挿通部８４０に挿通したボルトを雌ネジ部に螺合することによって装着される。
【００３８】
気液分離器７００を装着すると、第１流路８１０の出口端部８１０ｂは、気液分離器７００の流入部７１０に接続され、第２流路８２０の入口端部８２０ｂは、気液分離器７００の流出部７５０に接続される。
【００３９】
このように、本例の熱交換器１は、コネクタ８００を極めて合理的に構成したものである。
【００４０】
尚、タンク３００に対するコネクタ８００の取り付け角度は、気液分離器７００の形態や、熱交換器１の設置スペース等に応じて、適宜に設定することが可能である。すなわち、本例のコネクタ８００の場合、タンク３００の孔部３２０，３３０に対する第１パイプ部８１１及び第２パイプ部８１２の挿入方向は、チューブ２１０の長手方向に対して並行であるが、或いは図６に示すように、チューブ２１０の長手方向に対して直角となるように構成してもい。
【００４１】
また、フランジ部８３０ａにて着座面８３０を拡張する当該コネクタ８００の構成は、例えば入口部４００や出口部５００を構成する他のコネクタにも応用することが可能である。
【００４２】
以上説明したように、本例によると、コネクタは合理的に構成することができる。
【００４３】
つまり、本熱交換器のコネクタは、着座面をタンクの外面にろう付けすることにより、タンクに対する支持強度を十分に確保し、且つ、タンクの外面にろう付けされる着座面から第１パイプ部及び第２パイプ部を突出させることにより、タンクとの密閉性を確実に確保したものである。
【００４４】
そして、第１流路及び第２流路がコネクタの一断面においてそれぞれ連続しているので、コネクタは、その構成が簡素化され、小型化、軽量化を達成するとともに、容易に製造することができる。
【００４５】
また、本例のコネクタは、着座面を拡張するフランジ部を設けることにより、タンクの外面と着座面とのろう付け面積を大きく確保したものであり、タンクに対するコネクタの支持強度は一層向上することができる。
【００４６】
【発明の効果】
本願第１請求項に記載した発明は、媒体の熱交換を行う熱交換器のタンクと該熱交換器に用いられる気液分離器とを接続する熱交換器用コネクタを用いた熱交換器において、
前記コネクタは、鍛造にて製造したアルミニウム合金製のブロック状部材であり、
前記媒体を前記タンクから前記気液分離器へ流通する第１流路と、
前記媒体を前記気液分離器から前記タンクへ流通する第２流路と、
前記タンクの外面にろう付けされる着座面と、
前記第１流路の入口端部を前記タンクの内部にもたらす第１パイプ部と、
前記第２流路の出口端部を前記タンクの内部にもたらす第２パイプ部と、を備えたコネクタであって、
このコネクタは、前記気液分離器を装着するためのボルトを挿通する挿通部を一体に設ける一方、前記挿通部は前記流路とは反対側にボルト挿通用の開放部を備え、
更に、前記コネクタの一断面における内部構造において、前記第１流路及び前記第２流路が、ぞれぞれ入口端部から出口端部まで連続するように設けられており、
前記コネクタの前記着座面には、該着座面を拡張するフランジ部を備え、前記フランジ部を備えた前記着座面が前記タンクにろう付けされる熱交換器であり、これにより、コネクタが合理的に構成される。つまり、本請求項のコネクタは、着座面をタンクの外面にろう付けすることにより、タンクに対する支持強度を十分に確保し、且つ、タンクの外面にろう付けされる着座面に第１パイプ部及び第２パイプ部を設けることにより、タンクとの密閉性を確実に確保したものである。
【００４７】
本願第２請求項に記載した発明は、前記請求項１記載のコネクタを用いた熱交換器において、
前記コネクタには気液分離器が接続され、
前記気液分離器は、前記第１流路の出口端部を接続する流入部と、前記第２流路の入口端部を接続する流出部とを備え、
前記タンクは、前記コネクタの前記第１流路と前記第２流路に各々別に連通して、前記媒体を前記コネクタに導出入させる第１流路用孔部と第２流路用孔部とを設け、
前記第１流路用孔部と第２流路用孔部との間には仕切部材が配置されている構成の熱交換器である。このように、本請求項の熱交換器は、請求項１のコネクタを用いることにより、タンクにコネクタを介して取付ける、例えば気液分離器の、支持強度を十分に確保す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り、熱交換器を示す正面図である。
【図２】 本発明の具体例に係り、熱交換器の要部を示す垂直方向の断面図である。
【図３】 本発明の具体例に係り、タンク及びコネクタを示す水平方向の断面図である
【図４】 本発明の具体例に係り、コネクタを示す斜視図である。
【図５】 本発明の具体例に係り、コネクタの内部構造を示す断面斜視図である。
【図６】 本発明の具体例に係り、タンク及びコネクタを示す水平方向の断面図である。
【符号の説明】
１ 熱交換器
２００ コア
２１０ チューブ
２２０ フィン
３００ タンク
３１０ タンクプレート
３２０ エンドプレート
３０１ 仕切部材
３０２ 孔部
３０３ 孔部
４００ 入口部
５００ 出口部
６００ サイドプレート
７００ 気液分離器
７１０ 流入部
７２０ 導入管
７３０ 乾燥剤層
７４０ フィルタ
７５０ 流出部
８００ コネクタ
８１０ 第１流路
８１０ａ 入口端部
８１０ｂ 出口端部
８１１ 第１パイプ部
８２０ 第２流路
８２０ａ 入口端部
８２０ｂ 出口端部
８２１ 第２パイプ部
８３０ 着座面
８３０ａ フランジ部
８４０ 挿通部

Claims (2)

1. 媒体の熱交換を行う熱交換器のタンクと該熱交換器に用いられる気液分離器とを接続する熱交換器用コネクタを用いた熱交換器において、
   前記コネクタは、鍛造にて製造したアルミニウム合金製のブロック状部材であり、
   前記媒体を前記タンクから前記気液分離器へ流通する第１流路と、
   前記媒体を前記気液分離器から前記タンクへ流通する第２流路と、
   前記タンクの外面にろう付けされる着座面と、
   前記第１流路の入口端部を前記タンクの内部にもたらす第１パイプ部と、
   前記第２流路の出口端部を前記タンクの内部にもたらす第２パイプ部と、を備えたコネクタであって、
   このコネクタは、前記気液分離器を装着するためのボルトを挿通する挿通部を一体に設ける一方、前記挿通部は前記流路とは反対側にボルト挿通用の開放部を備え、
   更に、前記コネクタの一断面における内部構造において、前記第１流路及び前記第２流路が、ぞれぞれ入口端部から出口端部まで連続するように設けられており、
   前記コネクタの前記着座面には、該着座面を拡張するフランジ部を備え、前記フランジ部を備えた前記着座面が前記タンクにろう付けされることを特徴とする熱交換器。
2. 前記請求項１記載のコネクタを用いた熱交換器において、
   前記コネクタには気液分離器が接続され、
   前記気液分離器は、前記第１流路の出口端部を接続する流入部と、前記第２流路の入口端部を接続する流出部とを備え、
   前記タンクは、前記コネクタの前記第１流路と前記第２流路に各々別に連通して、前記媒体を前記コネクタに導出入させる第１流路用孔部と第２流路用孔部とを設け、
   前記第１流路用孔部と第２流路用孔部との間には仕切部材が配置されていることを特徴とする熱交換器。

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