JP4338877B2 - 熱交換器の配管構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばカーエアコン用の冷凍システムにおけるコンデンサ周りの配管構造等に好適に採用される熱交換器の配管構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、カーエアコン用冷凍システムのコンデンサ（１）としては、一対のヘッダー（２）（２）間に複数の熱交換チューブ（３）が両端を両ヘッダー（２）（２）に連通接続されるとともに、ヘッダー（２）内に設けられた仕切部材（８）により熱交換チューブ（３）が複数のパス（Ｐ１）（Ｐ２）に区分けされ、冷媒入口（２ａ）から流入された冷媒が各パス（Ｐ１）（Ｐ２）を順に通過し冷媒出口（２ｂ）から流出されるようにしたマルチフロータイプのものが周知である。
【０００３】
このようなコンデンサ（１）において、冷媒入口（２ａ）及び冷媒出口（２ｂ）に接続された冷媒入口管（６ａ）及び冷媒出口管（６ｂ）を、圧縮機や膨張弁等に接続された外部配管に接続するための方式として、ジョイントブロックを用いたフランジ結合方式が採用されることがある。
【０００４】
すなわち冷媒入口管（６ａ）及び冷媒出口管（６ｂ）の先端に、出入一体型のジョイントブロック（１０）が固定される一方、第１及び第２外部配管の端部に外部配管フランジが設けられる。そして外部配管フランジをジョイントブロック（１０）のフランジ面（１１）に接合した状態でねじ止め固定することにより、冷媒入口管（６ａ）及び冷媒出口管（６ｂ）が、ジョイントブロック（１０）内の第１及び第２連通孔（１２ａ）（１２ｂ）を介して、第１及び第２外部配管にそれぞれ連通接続されるものである。
【０００５】
このような出入一体型のジョイントブロック（１０）においては、冷媒入口管（６ａ）及び冷媒出口管（６ｂ）に連通する連通孔（１２ａ）（１２ｂ）の開口端部が、共に一つのフランジ面（１１）に配置され、第１及び第２外部配管を同じ方向からジョイントブロック（１０）に接続するのが通例である。
【０００６】
ところが、車種等の違いにより周辺の配管構造が異なるような場合、第１及び第２外部配管を異なる方向から引き込んで、コンデンサ（１）側のジョイントブロック等に接続するような構造を採用することがある。
【０００７】
この場合、仮に、上記の出入一体型ジョイントブロック（１０）を採用しようとすると、ジョイントブロックに、その異なる方向の２つの面をフランジ面としてそれぞれ構成し、一方側のフランジ面に第１連通孔の端部を開口させるとともに、他方側のフランジ面に第２連通孔の端部を開口させ、これらの開口部に第１及び第２外部配管をそれぞれ接続することになる。
【０００８】
しかしながら、出入一体型のジョイントブロック（１０）において、異なる方向に２つのフランジ面を形成しようとすると、例えばブロック（１０）内における連通孔（１２ａ）（１２ｂ）の形状が複雑になり、加工の困難化やコストの増大を来し、実用に供することは困難である。
【０００９】
そこで、フランジ結合方式により、異なる方向から引き込まれる第１及び第２外部配管をコンデンサ（１）に接続するような場合には、図６に示すように、出入別体型のジョイントブロック（２０ａ）（２０ｂ）が採用されるのが一般的である。
【００１０】
この配管構造においては、コンデンサ（１）に接続された冷媒入口管（６ａ）及び冷媒出口管（６ｂ）の先端に、第１及び第２ジョイントブロック（２０ａ）（２０ｂ）がそれぞれ取り付けられる。更に第１ジョイントブロック（２０ａ）の上面が第１フランジ面（２１ａ）として構成され、ブロック（２０ａ）内における第１連通孔（２２ａ）の一端開口部が第１フランジ面（２１ａ）に配置されるとともに、第２ジョイントブロック（２０ｂ）の左面が第２フランジ面（２２ｂ）として構成され、ブロック（２０ｂ）内における第２連通孔（２２ｂ）の一端開口部が第２フランジ面（２２ｂ）に配置されている。
【００１１】
そして第１外部配管のフランジが、第１ジョイントブロック（２０ａ）の第１フランジ面（２１ａ）に接合された状態でねじ止め固定されることにより、第１外部配管が第１連通孔（２２ａ）を介して冷媒入口管（６ａ）に連通されるとともに、第２外部配管のフランジが、第２ジョイントブロック（２０ｂ）の第２フランジ面（２１ｂ）に接合された状態でねじ止め固定されることにより、第２外部配管が第２連通孔（２２ｂ）を介して冷媒出口管（６ｂ）に連通される。
【００１２】
これにより、異なる方向から引き込まれる第１及び第２外部配管を、フランジ結合方式によりコンデンサ（１）に接続するようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図６に示すように、出入別体型のジョイントブロック（２０ａ）（２０ｂ）を採用した配管構造においては、各ジョイントブロック（２０ａ）（２０ｂ）を冷媒出入口管（６ａ）（６ｂ）によりそれぞれ単独で支持するものであるため、各ジョイントブロック（２０ａ）（２０ｂ）の支持強度が低下し、特にジョイントブロック（２０ａ）（２０ｂ）における冷媒出入口管（６ａ）（６ｂ）の軸心周りの方向（ねじれ方向）の支持強度が低下する。このため、別途、支持用ブラケットを取り付ける必要があり、その分、コストの増大を来すという問題があった。
【００１４】
この発明は、上記従来技術の問題を解消し、異なる方向から引き込まれる第１及び第２外部配管を接続可能なフランジ結合方式の配管構造であって、補強用ブラケット等を用いることなく、ジョイントブロックを十分な強度で支持できて、コストの削減を図ることができる熱交換器の配管構造を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、熱交換器の冷媒入口及び冷媒出口に接続された冷媒入口管及び冷媒出口管の先端に第１及び第２ジョイントブロックがそれぞれ設けられる一方、第１及び第２外部配管の端部に設けられた第１及び第２外部配管フランジが、前記第１及び第２ジョイントブロックにそれぞれ結合されて、前記冷媒入口管及び冷媒出口管が、前記第１及び第２ジョイントブロック内に設けられた第１及び第２連通孔を介して前記第１及び第２外部配管に連通されるようにした熱交換器の配管構造において、前記第１ジョイントブロックに、第１係合部が設けられるとともに、前記第２ジョイントブロックに、前記第１係合部に対応して第２係合部が設けられ、前記第１係合部が前記第２係合部に係合されることにより、前記第１及び第２ジョイントブロックが互いに位置決め状態に接合され、その状態でねじ止めにより固定され、前記第１ジョイントブロックの所定の面が、前記第１外部配管フランジを結合するための第１フランジ面として構成され、前記第２ジョイントブロックにおける前記第１フランジ面に対し異なる方向の面が、前記第２外部配管フランジを結合するための第２フランジ面として構成されてなるものを要旨としている。
【００１６】
この発明の熱交換器の配管構造においては、第１ジョイントブロックの第１フランジ面に対し、第２ジョイントブロックの第２フランジ面が異なる方向に向いているため、接続方向が異なる第１及び第２外部配管の各フランジを、第１及び第２フランジ面に無理なくそれぞれ結合することができる。
【００１７】
更に第１及び第２ジョイントブロックは、ねじ止め一体化されているため、両ジョイントブロックが冷媒入口管及び冷媒出口管の２つの部材により十分な強度で支持され、ジョイントブロックを補助的に支持するための部材、例えば支持用ブラケット等を用いる必要がなく、その分、部品点数の削減を図ることができる。
【００１８】
また、第１ジョイントブロックの第１係合部を第２ジョイントブロックの第２係合部に係合するだけで、簡単に両ジョイントブロック間の位置決めを図ることができるので、その位置決め作業を簡単に行うことができる。
【００１９】
一方、本発明においては、前記第１及び第２係合部のうちいずれか一方が嵌合溝により構成されるとともに、残り一方が嵌合片により構成され、前記嵌合片が前記嵌合溝に嵌合されることにより、前記第１及び第２ジョイントブロックが互いに位置決め状態に接合されてなる構成を採用するのが好ましい。
【００２０】
すなわちこの構成を採用する場合、両ジョイントブロック間の位置決め作業を、より一層簡単かつ確実に行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３はこの発明の実施形態が適用されたカーエアコン用コンデンサ周りの配管構造を示す図である。なお以下の説明においては、発明の理解を容易にするため、図１の図面に対し前側を「前方向」、後側を「後方向」、右側を「右方向」、左側を「左方向」、上側を「上方向」、下側を「下方向」として説明する。
【００２２】
これらの図に示すように、この配管構造は、コンデンサ（１）と、冷媒出入口管（６ａ）（６ｂ）と、第１及び第２ジョイントブロック（３０）（４０）とを基本的な構成要素として備えている。
【００２３】
コンデンサ（１）は、離間して対峙した左右一対の垂直方向に沿うヘッダー（２）を有しており、両ヘッダー（２）間に、多数本の水平方向に沿う扁平形状の熱交換チューブ（３）が、両端を両ヘッダー（２）に連通接続した状態で、上下方向に所定の間隔おきに並列状に配置されるとともに、熱交換チューブ（３）の各間、及び最外側の熱交換チューブ（３）の外側に、コルゲートフィン（４）がそれぞれ配置され、更に最外側のコルゲートフィン（４）の外側には、フィン保護用の帯板状サイドプレート（５）が設けられている。
【００２４】
また左側ヘッダー（２）の上下両端には、冷媒入口（２ａ）及び冷媒出口（２ｂ）が設けられる。更に左側ヘッダー（２）には、ヘッダー（２）の内部を仕切る仕切部材（８）が設けられており、この仕切部材（８）により上記多数の熱交換チューブ（３）が複数のパス（Ｐ１）（Ｐ２）に区分けされる。
【００２５】
そしてこのコンデンサ（１）においては、冷媒入口（２ａ）から流入された冷媒が、第１及び第２パス（Ｐ１）（Ｐ２）を順に通過して、冷媒出口（２ｂ）から流出されるよう構成されている。
【００２６】
コンデンサ（１）における冷媒入口（２ａ）には、冷媒入口管（６ａ）の一端がろう付け等により連結固定されるとともに、冷媒出口（２ｂ）には、冷媒出口管（６ｂ）の一端がろう付け等により連結固定される。更にこれらの冷媒出入口管（６ａ）（６ｂ）の他端側は、ヘッダー（２）の左側の所定位置に集約するように配置される。
【００２７】
冷媒入口管（６ａ）の他端（先端）に設けられる第１ジョイントブロック（３０）は、アルミニウム又はその合金の成形加工品からなり、上面が、後述する第１外部配管フランジ（５１ａ）を結合するための第１フランジ面（３１）として構成される。この第１ジョイントブロック（３０）には、一端開口部（３２ａ）が第１フランジ面（３１）のやや右寄りの位置に開放され、かつ他端開口部（３２ｂ）が右側面ほぼ中央に開放される第１連通孔（３２）が設けられ、この連通孔（３２）の他端開口部（３２ｂ）に上記冷媒入口管（６ａ）の先端が連通接続される。なお本実施形態において、冷媒入口管（６ａ）は、第１ジョイントブロック（３０）に対し、溶接や加締めにより固定した後、上記したようにコンデンサ（１）にろう付け固定するようにしている。
【００２８】
更にこの第１ジョイントブロック（３０）の第１フランジ面（３１）には、やや左寄りの位置にねじ止め孔（３３）が形成されている。
【００２９】
また第１ジョイントブロック（３０）の前面やや左寄りの位置には、第１係合部としての嵌合溝（３５）が上下方向に沿って形成されるとともに、この嵌合溝（３５）の溝底部にねじ止め孔（３６）が形成されている。
【００３０】
一方、冷媒出口管（６ｂ）の他端（先端）に設けられる第２ジョイントブロック（４０）は、上記と同様、アルミニウム又はその合金の成形加工品からなり、左側面が、後述する第２外部配管フランジ（５１ｂ）を結合するための第２フランジ面（４１）として構成される。この第２ジョイントブロック（４０）には、一端開口部（４２ａ）が第２フランジ面（４１）のやや下寄りの位置に開放され、かつ他端開口部（４２ｂ）が右側面やや下寄りの位置に開放される第２連通孔（４２）が設けられ、この連通孔（４２）の他端開口部（４２ｂ）に上記冷媒出口管（６ｂ）が連通接続される。なお、この冷媒出口管（６ｂ）は、溶接や加締めにより第２ジョイントブロック（４０）に固定した後、ろう付けによりコンデンサ（１）に固定するようにしている。
【００３１】
第２ジョイントブロック（４０）の第２フランジ面（４１）には、やや上寄りの位置にねじ止め孔（４３）が形成されている。
【００３２】
また第２ジョイントブロック（４０）の上面前端縁には、第２係合部として、上記嵌合溝（３５）に適合し得る形状の嵌合片（４５）が上方突出状に一体形成されている。この嵌合片（４５）の中央には、ねじ挿通孔（４６）が形成されている。
【００３３】
そして第２ジョイントブロック（４０）の上面が第１ジョイントブロック（３０）の下面に接合されるようにして、嵌合片（４５）が嵌合溝（３５）に適合され、その状態で、ねじ（６０）が嵌合片（４５）のねじ挿通孔（４６）に挿通されて嵌合溝（３５）のねじ止め孔（３６）に締結される。これにより両ジョイントブロック（３０）（４０）が互いに位置決めされた状態で固定される。
【００３４】
なお、第１及び第２ジョイントブロック（３０）（４０）間のねじ止め固定は、各ブロック（３０）（４０）を冷媒出入口管（６ａ）（６ｂ）を介してコンデンサ（１）にろう付け固定する前に行っても良いし、ろう付け固定した後に行っても良い。
【００３５】
一方図１に示すように、第１外部配管（５０ａ）には、その先端に、第１ジョイントブロック（３０）のフランジ面（３１）に対応する形状のフランジ（５１ａ）が固定されるとともに、そのフランジ（５１ａ）には、上記第１ジョイントブロック（３０）のねじ止め孔（３３）に対応してねじ挿通孔（５３ａ）が形成されている。
【００３６】
この第１外部配管（５０ａ）の先端開口部を、第１ジョイントブロック（３０）における第１連通孔（３２）の一端開口部（３２ａ）に適合させるようして、第１外部配管（５０ａ）のフランジ（５１ａ）を第１ジョイントブロック（３０）のフランジ面（３１）に接合し、その接合状態でねじ（６１）を第１外部配管フランジ（５１ａ）のねじ挿通孔（５３ａ）に挿通して第１ジョイントブロック（３０）のねじ止め孔（３３）に締結する。こうして第１外部配管フランジ（５１ａ）を第１ジョイントブロック（３０）にフランジ結合して、第１外部配管（５０ａ）を第１連通孔（３２）を介して冷媒入口管（６ａ）に連通する。
【００３７】
また、第２外部配管（５０ｂ）は、その先端に第２ジョイントブロック（４０）のフランジ面（４１）に対応する形状のフランジ（５１ｂ）が固定されるとともに、そのフランジ（５１ｂ）には、上記第２ジョイントブロック（４０）のねじ止め孔（４３）に対応してねじ挿通孔（５３ｂ）が形成されている。
【００３８】
この第２外部配管（５０ｂ）の先端開口部を、第２ジョイントブロック（４０）における第２連通孔（４２）の一端開口部（４２ａ）に適合させるようにして、第２外部配管（５０ｂ）のフランジ（５１ｂ）を第２ジョイントブロック（４０）のフランジ面（４１）に接合し、その接合状態でねじ（６２）を第２外部配管フランジ（５１ｂ）のねじ挿通孔（５３ｂ）に挿通して第２ジョイントブロック（４０）の（４０）のねじ止め孔（４３）に締結する。こうして第２外部配管フランジ（５１ｂ）を第２ジョイントブロック（４０）にフランジ結合して、第２外部配管（５０ｂ）を第２連通孔（４２）を介して冷媒出口管（６ｂ）に連通する。
【００３９】
以上の構成の配管構造においては、第１外部配管（５０ａ）を介して供給される冷媒は、第１ジョイントブロック（３０）の第１連通孔（３３）及び冷媒入口管（６ａ）を通ってコンデンサ（１）に導入されるとともに、コンデンサ（１）から流出される冷媒は、冷媒出口管（６ｂ）及び第２ジョイントブロック（４０）の第２連通孔（４３）を通って第２外部配管（５０ｂ）に流入される。
【００４０】
以上のように、本実施形態のコンデンサの配管構造によれば、上面が第１フランジ面（３１）に構成された第１ジョイントブロック（３０）を冷媒入口管（６ａ）の先端に固定するとともに、左側面が第２フランジ面（４１）に構成された第２ジョイントブロック（４０）を冷媒出口管（６ｂ）の先端に固定し、両ジョイントブロック（３０）をねじ止めにより互いに固定するものであるため、上方から引き込まれる第１外部配管（５０ａ）のフランジ（５１ａ）を第１ジョイントブロック（３０）のフランジ面（３１）にフランジ結合するとともに、左側方から引き込まれる第２外部配管（５０ｂ）のフランジ（５１ｂ）を第２ジョイントブロック（４０）のフランジ面（４１）にフランジ結合することにより、上方と左側方との異なる方向から引き込まれる第１及び第２外部配管（５０ａ）（５０ｂ）を無理なく連結することができる。
【００４１】
また両ジョイントブロック（３０）（４０）をねじ止めにより一体的に固定するものであるため、これらのジョイントブロック（３０）（４０）が、冷媒入口管（６ａ）及び冷媒出口管（６ｂ）の２つの部材により十分な強度で支持される。従って、ジョイントブロック（３０）（４０）を補強用ブラケット等を用いて支持する必要がなく、その分、部品点数の削減を図ることができ、配管接続等の組立作業の容易化及びコストの削減を図ることができる。
【００４２】
更に本実施形態においては、第１ジョイントブロック（３０）の嵌合溝（３５）に、第２ジョイントブロック（４０）の嵌合片（４５）を適合して、両ジョイントブロック（３０）（４０）間の位置決めを図るようにしているため、位置決め作業を簡単に行えて、ひいては組立作業をより一層簡単に行うことができる。
【００４３】
また本実施形態においては、第１及び第２ジョイントブロック（３０）（４０）を互いに連結固定するものであるため、冷媒入口管（６ａ）及び冷媒出口管（６ｂ）の先端を互いに近接させて確実に集約することができ、コンパクトな配管構造を形成することができる。
【００４４】
なお上記実施形態においては、上方に向いた面を第１フランジ面（３１）、左側方に向いた面を第２フランジ面（４１）として構成しているが、本発明はそれだけに限られず、第１及び第２フランジ面（３１）（４１）はどのような向きの面により構成しても良い。要は第１フランジ面と第２フランジ面とが異なる方向に向いてさえいれば良い。
【００４５】
また上記実施形態においては、図４（ａ）に示すように、第１係合部及び第２係合部が、嵌合溝（３５）及び嵌合片（４５）により構成される場合について説明したが、本発明は、第１及び第２係合部の構成は特に限定されるものではなく、係合することによって両ジョイントブロック間の位置決めが図り得る構成であればどのようなものであっても良い。例えば図４（ｂ）に示すように、第１ジョイントブロック（３０）の前面右側部をＬ字状に切り欠くように加工して、その切欠段部（３５ａ）を第１係合部として構成し、第２ジョイントブロック（４０）に、上記切欠段部（３５ａ）に対応して、係合片（４５ａ）を上方突出状に形成しておき、第１ジョイントブロック（３０）の切欠段部（３５ａ）に第２ジョイントブロック（４０）の係合片（４５ａ）を係合させるようにしても良い。
【００４６】
また上記実施形態においては、本発明の配管構造をコンデンサ周りの配管構造に適用する場合について説明したが、本発明はそれだけに限られず、蒸発器等の熱交換器周りの配管構造にも適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の熱交換器の配管構造によれば、所定の面が第１フランジ面に形成された第１ジョイントブロックを冷媒入口管の先端に取り付けるとともに、上記第１フランジ面とは異なる方向に向いた面が第２フランジ面に形成された第２ジョイントブロックを冷媒出口管の先端に取り付けて、第１及び第２ジョイントブロックを位置決め係合してねじ止め固定する一方、異なる方向から引き込まれる第１及び第２外部配管を第１及び第２ジョイントブロックの第１及び第２フランジ面にそれぞれフランジ結合するものであるため、接続方向が異なる第１及び第２外部配管を無理なく確実に接続することができる。また第１及び第２ジョイントブロックは互いに一体化されて、冷媒入口管及び冷媒出口管の２つの部材により十分な強度で支持されるため、ジョイントブロックを補助的に支持するための支持部材を必要とせず、その分、部品点数の削減及びコストの削減を図ることができる。更に第１及び第２ジョイントブロックに形成した第１及び第２係合部を係合するだけで、両ジョイントブロック間の位置決めを図ることができるため、位置決め作業を簡単に行えて、ひいては配管接続等の組立作業を簡単に行うことができるという効果がある。
【００４８】
本発明において、第１及び第２係合部を、嵌合溝とその溝に嵌合し得る嵌合片とにより構成する場合、両ジョイントブロックの位置決め作業を、より一層簡単かつ確実に行うことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態が適用されたコンデンサ周りの配管構造を示す斜視図である。
【図２】実施形態のコンデンサ周りの配管構造におけるジョイントブロック周辺を拡大して示す斜視図である。
【図３】実施形態のコンデンサ周りの配管構造を示す正面図である。
【図４】同図（ａ）は実施形態の配管構造における第１ジョイントブロックを示す平面図、同図（ｂ）は本発明の変形例である配管構造における第１ジョイントブロックを示す平面図である。
【図５】従来のコンデンサ周りの配管構造を示す正面図である。
【図６】他の従来のコンデンサ周りの配管構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…コンデンサ（熱交換器）
２ａ…冷媒入口
２ｂ…冷媒出口
６ａ…冷媒入口管
６ｂ…冷媒出口間
３０…第１ジョイントブロック
３１…第１フランジ面
３２…第１連通孔
３５…嵌合溝（係合部）
４０…第２ジョイントブロック
４１…第２フランジ面
４２…第２連通孔
４５…嵌合片（係合部）
５０ａ…第１外部配管
５０ｂ…第２外部配管
５１ａ…第１外部配管フランジ
５１ｂ…第２外部配管フランジ
６０…ねじ

Claims (2)

1. 熱交換器の冷媒入口及び冷媒出口に接続された冷媒入口管及び冷媒出口管の先端に第１及び第２ジョイントブロックがそれぞれ設けられる一方、第１及び第２外部配管の端部に設けられた第１及び第２外部配管フランジが、前記第１及び第２ジョイントブロックにそれぞれ結合されて、前記冷媒入口管及び冷媒出口管が、前記第１及び第２ジョイントブロック内に設けられた第１及び第２連通孔を介して前記第１及び第２外部配管に連通されるようにした熱交換器の配管構造において、
   前記第１ジョイントブロックに、第１係合部が設けられるとともに、前記第２ジョイントブロックに、前記第１係合部に対応して第２係合部が設けられ、前記第１係合部が前記第２係合部に係合されることにより、前記第１及び第２ジョイントブロックが互いに位置決め状態に接合され、その状態でねじ止めにより固定され、
   前記第１ジョイントブロックの所定の面が、前記第１外部配管フランジを結合するための第１フランジ面として構成され、
   前記第２ジョイントブロックにおける前記第１フランジ面に対し異なる方向の面が、前記第２外部配管フランジを結合するための第２フランジ面として構成されてなることを特徴とする熱交換器の配管構造。
2. 前記第１及び第２係合部のうちいずれか一方が嵌合溝により構成されるとともに、残り一方が嵌合片により構成され、前記嵌合片が前記嵌合溝に嵌合されることにより、前記第１及び第２ジョイントブロックが互いに位置決め状態に接合されてなる請求項１記載の熱交換器の配管構造。

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