JPH0534090A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】通路断面積を増大させてチューブ部分の圧力損
失を低減し、冷媒の流量を増して放熱性能を向上させる
ことができ、しかも搭載性を悪化させずに配管の引回し
が容易となる熱交換器を提供しようとするものである。 【構成】入口側ヘッダ１と出口側ヘッダ２とを互いに対
向させ、これらヘッダ間に多数のチューブ３を掛け渡
し、これらチューブ３に放熱フィン４を接合し、出口側
ヘッダに出口パイプ１１を接続し、この出口パイプを上
記入口側ヘッダの方向に導いて入口パイプ８と同一方向
に向けたことを特徴とする。 【作用】温水などの冷媒は入口側ヘッダから出口側ヘッ
ダに向かってストレートに流れるので、全部のチューブ
が通路断面積になり、通路断面積が増す。また、出口パ
イプは入口パイプと同一方向に向かって延びているの
で、ヒータコアの配置および配管の引回しが容易にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用空気調和機のヒ
ータコア等に使用される熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用空気調和機のヒータは、エンジン
を冷却して暖かくなったエンジン冷却水（温水）をヒー
タコアに導入し、このヒータコアで上記温水の熱を室内
空気と熱交換するようになっている。

【０００３】上記エンジン冷却水はエンジンにより回転
されるウオータポンプによってエンジンとラジエータお
よび上記ヒータコアを結ぶ循環路を循環されるようにな
っており、エンジンの回転数が変化すればウオータポン
プの回転数も変わるのでエンジン冷却水の循環量も変化
する。

【０００４】したがって例えば、車両の走行状態では、
一般的にンジンの回転数が高いのでウオータポンプの回
転数も高く、したがってエンジン冷却水の循環量は多
い。この結果ヒータコアに温水が多量に供給されるから
放熱能力が高くなる。これに比べて、エンジンのアイド
リング運転中はエンジンの回転数が相対的に低いのでウ
オータポンプの回転数も低く、したがってエンジン冷却
水の循環量が少なくなる。このため、ヒータコアに温水
が多量に供給されなくなり、放熱能力が低下する。しか
し、車両用空気調和機の放熱性能は、エンジンの回転数
に影響されるのは好ましくなく、エンジン回転数に拘ら
ず一定の能力にしたいという要求がある。

【０００５】上記アイドリング運転時における放熱能力
の向上を図る手段としては、ヒータコアを流れる温水の
流量を増加させることが考えられる。

【０００６】ところが、上記車両用空調機のヒータコア
は、車室内に装着されるためにエンジン冷却水用ラジエ
ータに比較して小型に形成されている。よってヒータコ
アで冷媒通路となるチューブの通路断面積は小さく形成
されており、ヒータコア全体の圧力損失に占めるチュー
ブ部分の圧力損失の割合が大きい。よって、ヒータコア
を流れる温水の流量を増加させるには、上記圧力損失を
低減させる必要があり、このためチューブの通路断面積
を増大する必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のヒータコアは、
上記温水を導入する一端側ヘッダと、これに対向する他
端側のヘッダとの間に冷媒通路となる多数の偏平チュー
ブを掛け渡し、これら各チューブにはコルゲートフィン
を積層し、かつ上記一端側ヘッダは内部を仕切壁により
区画して一方を入口側ヘッダとし、他方を出口側ヘッダ
に構成してある。これら入口側ヘッダと出口側ヘッダに
はそれぞれ入口パイプと出口パイプが接続されており、
これら入口パイプと出口パイプは同一方向に延びてい
る。

【０００８】このような構成のヒータコアは、一端側ヘ
ッダに形成された入口側ヘッダに温水が導入されると、
この温水はこの入口側ヘッダから一部の偏平チューブ内
を流れて他端側ヘッダに至り、この他端側ヘッダから残
りの偏平チューブ内を流れて出口側ヘッダに流れるよう
になる。すなわち、温水は入口側ヘッダから他端側ヘッ
ダへ流れ、かつこの他端側ヘッダから出口側ヘッダに向
かって流れるので、Ｕターン流れを形成している。

【０００９】しかしながら、このようなＵターン流れ式
のヒータコアは、偏平チューブのうちの半分が往路側流
路として用いられ、残りの半分が復路側流路として使用
されるので、実際に用いられている全チューブの通路断
面積に対して半分が実質の通路断面積となっている。こ
のため通路断面積を増大しようとすると、増大する通路
断面積に対して２倍の偏平チューブの使用数が必要とな
り、ヒータコアが大型化する欠点がある。

【００１０】そこで、一端側のヘッダを入口側ヘッダと
し、これに対向する他端側ヘッダを出口側ヘッダとし、
上記入口側ヘッダに導入した温水を全ての偏平チューブ
を通じて出口側ヘッダに導くようにし、いわゆるストレ
ート流れ式にすることが考えられる。このようなストレ
ート流れ式のヒータコアは、全部の偏平チューブを実質
の通路断面積とすることができるので、上記Ｕターン流
れ式のヒータコアに比べて通路断面積を２倍にすること
ができ、チューブ部分の圧力損失を低減することがで
き、温水の流量が増して放熱性能が向上する。

【００１１】しかし、この場合、入口側ヘッダに接続し
た入口パイプと、出口側ヘッダから導き出した出口パイ
プが互いに反対方向に延びることになる。車両用空調機
のヒータコアにおいては、その搭載上からの配置が制約
されるとともに、上記入口パイプと出口パイプとに対す
る配管の引回しも制約されるため、これら入口パイプと
出口パイプが互いに反対方向に延びていると配管が複雑
になる不具合がある。

【００１２】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、通路断面積を増大
させてチューブ部分の圧力損失を低減し、冷媒の流量を
増して放熱性能を向上させることができ、しかも搭載性
を悪化させずに配管の引回しが容易となる熱交換器を提
供しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の手段を用いた。

【００１４】すなわち、入口側ヘッダと出口側ヘッダと
を互いに対向させ、これら入口側ヘッダと出口側ヘッダ
との間に多数のチューブを掛け渡し、これらチューブに
放熱フィンを接合し、上記入口側ヘッダから出口側ヘッ
ダに向けて温水などの冷媒を流すようにし、これにより
ストレート流れを生じさせるようにした。

【００１５】また、出口側ヘッダの一端に出口パイプを
接続し、この出口パイプを上記入口側ヘッダの方向に導
き、この入口側ヘッダに接続した入口パイプと同一方向
に向けるようにした。

【００１６】

【作用】本発明によれば、温水などの冷媒は入口側ヘッ
ダから出口側ヘッダに向かってストレートに流れるの
で、全部のチューブが通路断面積になり、通路断面積が
増す。

【００１７】また、出口パイプは入口パイプと同一方向
に向かって延びているので、ヒータコアの配置および配
管の引回しが、従来に比べて格別複雑になるのが回避さ
れる。

【００１８】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図３に示す
第１の実施例にもとづき説明する。

【００１９】本実施例は車両用空気調和機のヒータコア
に適用した例を示し、図において１は入口側ヘッダ（タ
ンク）、２は出口側ヘッダ（タンク）、３…は偏平チュ
ーブ、４…はコルゲートフィンである。

【００２０】入口側ヘッダ１は、それぞれアルミや銅な
どの金属からなる外被５と底板６および一端に位置する
閉塞板７とを、ロウ付け、半田付け、または溶接により
液密に接合して構成されている。外被５には、エンジン
冷却水、つまり温水を導入するための入口パイプ８が連
結されている。底板６には、多数の上記偏平チューブ３
の一端が接続されている。各偏平チューブ３…はアルミ
や銅などのような熱伝導性に優れた金属により断面偏平
な形状に加工したものであり、上記底板６に対してロウ
付け、半田付け、または溶接により液密に接合されてい
る。

【００２１】出口側ヘッダ２も、それぞれアルミや銅な
どの金属からなる他の外被９と底板１０をロウ付け、半
田付け、または溶接により液密に接合して構成されてい
る。上記底板１０には、上記偏平チューブ３の他端がロ
ウ付け、半田付け、または溶接により液密に接合されて
いる。

【００２２】各偏平チューブ３…には上記コルゲートフ
ィン４…が接合されており、これらコルゲートフィン４
もアルミや銅などのような熱伝導性に優れた金属板によ
り形成されている。各コルゲートフィン４は、隣接する
偏平チューブ３、３間にロウ付け、あるいは半田付けさ
れており、したがって、各偏平チューブ３…とコルゲー
トフィン４…は互い違いに積層されている。

【００２３】上記出口側ヘッダ２の底板１０には、端部
に位置して出口パイプ１１が接続されている。

【００２４】出口パイプ１１は、アルミや銅などのよう
な熱伝導性に優れた金属からなり、端部に位置する偏平
チューブ３に沿って入口側ヘッダ１側に導かれており、
上端部は入口側ヘッダ１の底板６を貫通して入口パイプ
８と同方向に向かって延びている。なお、出口パイプ１
１の上端部は入口側ヘッダ１の底板６を貫通する箇所で
この底板６にロウ付け、半田付け、または溶接などの手
段で接合されている。

【００２５】出口パイプ１１は、上記端部に位置する偏
平チューブ３に沿って延びる箇所は、断面が偏平円形に
形成されており、この偏平箇所１１ａと端部に位置する
偏平チューブ３との間にはコルゲートフィン４が接合さ
れている。

【００２６】このような構成の熱交換器について、作用
を説明する。

【００２７】図示しないウオータポンプによって送られ
てきたエンジン冷却水、すなわち温水は、入口パイプ８
から入口側ヘッダ１に導入される。入口側ヘッダ１では
温水を各偏平チューブ３…に分配し、したがって各偏平
チューブ３…は出口側ヘッダ２に向かって温水を流す。

【００２８】温水が偏平チューブ３…を通過する過程で
コルゲートフィン４を介して外部の空気に熱を与え、外
部の空気を暖める。

【００２９】出口側ヘッダ２に流入した温水は、出口パ
イプ１１を通じて、外部の図示しないウォータポンプに
よりエンジンへと送られる。

【００３０】このような構成においては、温水が入口側
ヘッダ１から全部の偏平チューブ３…を経て出口側ヘッ
ダ２に流れるのでストレート流れとなり、温水の通路断
面積は全部の偏平チューブ３…の通路断面積の総和とな
る。このため、従来のＵターン流れ式のヒータコアに比
べて通路断面積を２倍にすることができ、チューブ３…
部分の圧力損失を低減することができる。このため、温
水の流量を増加することができ、アイドリング運転など
のようにエンジンの回転数が低い場合でも放熱性能を向
上させることができる。

【００３１】しかしも、出口側ヘッダ２から導き出した
出口パイプ１１は、入口側ヘッダ１側に導いて入口パイ
プ８と同方向にしたので、このヒータコアを従来のＵタ
ーン流れ式のヒータコアと同様なレイアウトおよび配管
接続にすることができ、搭載性を損なうことがなくな
る。

【００３２】さらに、出口パイプ１１は出口側ヘッダ２
の底板１０から、偏平チューブ３に沿って延びているの
で、出口パイプ１１の長さが格別長大にならず、この点
からも出口パイプ１１の圧力損失が格別大きくなること
もない。

【００３３】また、出口パイプ１１の偏平チューブ３に
沿って延びる箇所は、断面が偏平円形に形成されてお
り、この偏平箇所１１ａと偏平チューブ３との間にコル
ゲートフィン４を接合したので、出口パイプ１１の側壁
を伝熱面積として活用することができ、放熱能力が向上
する。

【００３４】なお、出口パイプ１１は入口パイプ８の通
路断面積と同じに形成し、出口パイプ１１の偏平箇所１
１ａの通路断面積も入口パイプ８と同一に設定して、こ
れらの通路断面積を、偏平チューブ３…を全て合わせた
通路断面積と等しく、またはそれ以上に設定することが
望ましい。このようにすれば、出口パイプ１１による圧
力損失をきわめて小さくすることができる効果がある。

【００３５】また、本発明は上記の第１実施例に制約さ
れるものではない。

【００３６】すなわち、図５は本発明の第２の実施例を
示す。この第２の実施例では、出口パイプ１１の偏平箇
所１１ａと、先端の円形部１１ｂを別体構造にしてあ
り、入口側ヘッダ１に隣接して形成した出口中継タンク
２０にそれぞれ連結してある。出口中継タンク２０は、
入口側ヘッダ１の外被５を延ばし、仕切壁２１により入
口側ヘッダ１と区画して構成されている。

【００３７】このような構成であっても、第１実施例と
同様の効果を奏する。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、温
水などの冷媒は入口側ヘッダから出口側ヘッダに向かっ
てストレートに流れるので、全部のチューブが通路断面
積になり、全通路断面積が増す。このため、従来のＵタ
ーン流れ式のヒータコアに比べて圧力損失を低減するこ
とができ、温水の流量を増加することができるから、ア
イドリング運転などのようにエンジンの回転数が低い場
合でも放熱性能を向上させることができる。しかしも、
出口側ヘッダから導き出した出口パイプは、入口側ヘッ
ダ側に導いて入口パイプと同方向に向けたので、このヒ
ータコアを従来のＵターン流れ式のヒータコアと同様な
レイアウトおよび配管接続にすることができ、搭載性を
損なうことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す熱交換器の断面
図。

【図２】同実施例の熱交換器の平面図。

【図３】同実施例の熱交換器の側面図。

【図４】同実施例の出口パイプを示し、（Ａ）図は正面
図、（Ｂ）図は側面図。

【図５】本発明の第２の実施例を示す熱交換器の断面
図。

【符号の説明】

１…入口側ヘッダ、２…出口側ヘッダ、３…偏平チュー
ブ、４…コルゲートフィン、８…入口パイプ、１１…出
口パイプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 入口側ヘッダと出口側ヘッダとを互いに
   離間して対向し、これら入口側ヘッダと出口側ヘッダと
   の間に多数のチューブを掛け渡し、これらチューブに放
   熱フィンを接合し、上記出口側ヘッダの一端に出口パイ
   プを接続し、 この出口パイプを上記入口側ヘッダ側に導いて入口側ヘ
   ッダに接続された入口パイプと同一方向に向けたことを
   特徴とする熱交換器。