JPH0694327A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チューブとフィンとで構成されるコア部にヘ
ッダー部分の退入した凹部を有する熱交換器でありなが
ら、十分な強度を有するものを提供する。 【構成】 チューブ１とフィン２とで構成されるコア部
Ａに、ヘッダー４ａの退入した凹部Ｂが形成された熱交
換器において、その凹部Ｂに面した最外側のチューブ１
に、フィン２を介してサイドプレート１１を配設固定す
る。そしてそのプレート１１の一端部１３ａを退入側ヘ
ッダー４ａの端部に接合一体化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は熱交換器、特に空気調
和器用の凝縮器あるいは蒸発器等として好適に使用され
る熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばカークーラー用の凝縮器として使
用される熱交換器としてはハーモニカチューブと称され
るような多孔押出偏平チューブを蛇行状に曲げ、その平
行状部間にフィンを配置してコア部を構成したサーペン
タイン型と称される型式のものに代えて、いわゆるマル
チフロー型の熱交換器の使用が提案され実用化されるに
至っている。

【０００３】このマルチフロー型の熱交換器は、左右一
対のパイプ製ヘッダー間に多数本の偏平チューブを連通
接続し、隣接するチューブ間にフィンを配置し、かつヘ
ッダー内を長さ方向の適宜位置において仕切部材で仕切
ることにより、冷媒入口から冷媒出口にかけて蛇行状の
冷媒回路を形成したものである。

【０００４】ところで、自動車においては、昨今の居住
空間の拡大に伴うエンジンルームの縮小化傾向により、
エンジンルーム内における熱交換器の配置に関しても、
他の装置等との関係で無駄なスペースをなくし、効率良
くこれを配備することが要請されている。

【０００５】そこで、エンジンルーム内に熱交換器の配
置を妨げる障害物等が有る場合、無駄なスペースの発生
を阻止しつつ障害物を避けて熱交換器を配置する方策と
して、図１４に示すように、コア部（Ａ）を相互間にフ
ィン（２）が介在配置された長さの異なる複数のチュー
ブ群（１ａ）（１ａ）で構成し、それらの一端を揃えた
状態で共通の一本の長尺ヘッダー（３）に連通接続する
一方、他端を、各チューブ群（１ａ）（１ａ）毎にそれ
ぞれ別々の短尺ヘッダー（４ａ）（４ｂ）に連通接続
し、チューブの長さ方向の一端側にヘッダー部分の退入
した凹部（Ｂ）を形成することが提案されている（例え
ば実開昭６３−７４９８９号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような熱交換器では次のような欠点があった。即ち、各
チューブ群の一端側は共通の一本の長尺ヘッダーに連結
されて十分な強度を有するものとなされているのに対
し、他端側はそれぞれ分離した短尺ヘッダーに連結さ
れ、隣接するチューブ群は相互間に介在されたフィンで
連結されているに過ぎず強度的に不十分なものであっ
た。

【０００７】この発明は、上述の問題点を解消すべくな
されたものであって、障害物の存在に対して無駄なスペ
ースを生ずることなくこれを回避して配置し得るように
コア部のいずれか一端側にヘッダー部分の退入した凹部
の形成された熱交換器でありながら、十分な強度を有す
るものを提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】而して、この発明は、チ
ューブとフィンとが交互配置に積層された、長さの異な
る複数のチューブ群を有し、隣接するチューブ群の一端
が共通のヘッダーに連通接続される一方、同他端が、各
チューブ群に対応して分割された相互分離状態の複数の
分割ヘッダーにそれぞれ連通接続され、もって前記チュ
ーブとフィンとで構成されるコア部に、ヘッダーの退入
した凹部が形成された熱交換器において、 前記チュー
ブ群を構成する最外側のチューブの前記凹部に面する部
分に、フィンを介してサイドプレートが配設固定される
と共に、該サイドプレートの一端部が退入側の前記ヘッ
ダーの端部に接合一体化されていることを特徴とする熱
交換器を要旨とするものである。

【０００９】強度を更に向上させる目的で、サイドプレ
ートの他端部を、対応する分割ヘッダーに接合一体化す
ることが好ましい。

【００１０】

【実施例】以下、この発明をカーエアコン用凝縮器に適
用した熱交換器の実施例に基づいて説明する。

【００１１】図示実施例にかかる熱交換器は、図１およ
び図２に示すように、多数本の偏平チューブ（１）が相
互間にコルゲートフィン（２）を介在せしめた水平状態
で上下方向に配置されたコア部（Ａ）を有するもので、
そのコア部（Ａ）の右上隅部にヘッダーの退入した凹部
（Ｂ）が形成されてなるものである。

【００１２】前記チューブ（１）はアルミニウム材によ
る偏平押出型材からなるものである。このチューブ
（１）は耐圧力を向上させる等の目的でいわゆるハモニ
カチューブと称されるような多孔型のものを用いること
が望ましい。

【００１３】もっともチューブ（１）厚さをより一層薄
くして熱交換性能の向上を図るために押出型材に代えて
電縫管等を用いても良い。電縫管を用いる場合には、管
内に別途、幅方向に波形に成形したインナーフィン材を
挿入し、管壁内面にろう付接合することにより該フィン
材を補強部材として機能させ、所要の耐圧力を得るもの
とすることが望ましい。

【００１４】前記チューブ（１）は長さの異なる２種類
のものを含み、短尺のチューブ（１）は上部に集められ
て短尺チューブ群（１ａ）を形成し、長尺のチューブ
（１）はその下部に集められて長尺チューブ群（１ｂ）
を形成している。そして各チューブ（１）は、その左端
が同一垂直位置に揃えられた状態で配置されている。

【００１５】前記コルゲートフィン（２）はチューブ
（１）の長さ対応して長短２種類の長さのものが含まれ
ている。即ち短尺チューブ群（１ａ）における各チュー
ブ間には短尺のフィン（２）が介在配置され、長尺チュ
ーブ群（１ｂ）における各チューブ間には長尺のフィン
（２）が介在配置されている。短尺チューブ群（１ａ）
と長尺チューブ群（１ｂ）との間には、短尺のフィン
（２）が介在配置されている。

【００１６】これらコルゲートフィン（２）はいずれも
チューブ（１）と略同じ幅を有し、チューブ（１）の表
面あるいはフィン（２）の表面に被覆形成されたろう材
をもってチューブ（１）にろう付接合一体化されてい
る。コルゲートフィン（２）もアルミニウム製であり、
望ましくはルーバーを切り起こしたものを用いるのが良
い。なお、コルゲートフィンに代えて、一側縁にチュー
ブ嵌合用切欠部を有する板状フィンを用い、これらをヘ
ッダーと平行状に所定間隔ごとにチューブ（１）に嵌合
配置するようにしても良い。

【００１７】上記チューブ（１）の左右両端には、それ
ぞれヘッダー（３）（４）が連通接続されている。

【００１８】左ヘッダー（３）は一本の長尺ものによっ
て構成される一方、右ヘッダー（４）は上下２本の短尺
分割ヘッダー（４ａ）（４ｂ）からなる。これらのヘッ
ダー（３）（４）は断面円形のアルミニウム製中空押出
型材をもって耐圧強度の高いものに形成されている。な
お、かかる押出型材に代えて両面または片面ブレージン
グシートを筒状に成形して突き合わせ部を電縫溶接ない
しはろう付接合した成形パイプを用いても良い。

【００１９】各ヘッダー（３）（４）には、特に図４に
示すように、長さ方向に沿って所定間隔ごとにチューブ
挿入孔（５）が穿設されている。

【００２０】左ヘッダー（３）の挿入孔（５）には長短
両チューブ群（１ａ）（１ｂ）の各チューブ（１）の左
端部が、また右上の短尺分割ヘッダー（４ａ）の挿入孔
（５）には短尺チューブ群（１ａ）の各チューブ（１）
の右端が、右下の短尺分割ヘッダ（４ｂ）の挿入孔
（５）には長尺チューブ群（１ｂ）の各チューブ（１）
の右端がそれぞれ挿入され、かつろう付により強固に接
合連結されている。従って、かかるヘッダーの連結状態
においては、右上の短尺分割ヘッダー（４ａ）が右下の
短尺分割ヘッダー（４ｂ）よりもチューブ（１）の長さ
方向に沿って内側に退入した状態となされており、これ
によりコア部（Ａ）の右上隅部に凹部（Ｂ）が形成され
ている。

【００２１】この凹部（Ｂ）は、この熱交換器の配置に
際して、障害物（Ｘ）を回避するためのものである。

【００２２】更に、各ヘッダー（３）（４ａ）（４ｂ）
の上下端はそれぞれ蓋体（７）により閉塞されている。

【００２３】また右上の短尺分割ヘッダー（４ａ）の外
側下部には右下の短尺分割ヘッダー（４ｂ）の外側に沿
って配設された冷媒入口パイプ（８）の一端が連通接続
される一方、右下の短尺分割ヘッダー（４ｂ）の内側下
部には冷媒出口パイプ（９）の一端が連通接続されてい
る。

【００２４】また左ヘッダー（３）および右下の短尺分
割ヘッダー（４ｂ）はその内部が仕切部材（10）により
長さ方向に仕切られており、もって冷媒入口パイプ
（８）から流入した冷媒は、図６に示すように、上部の
短尺チューブ群（１ａ）の各チューブ（１）を流通して
左ヘッダー（３）に流入した後、反転して長尺チューブ
群（１ｂ）の各チューブ（１）を蛇行して冷媒出口パイ
プ（９）から流出する。この間に、チューブ（１）
（１）間に形成されたコルゲートフィン（２）を含む空
気流通間隙を図３に矢印で示す方向に流通する空気と熱
交換を行い凝縮するものとなされている。

【００２５】上記コア部（Ａ）の下端には、コルゲート
フィン（２）を介して下側サイドプレート（６）が配設
固定されている。

【００２６】短尺チューブ群（１ａ）の最下段のチュー
ブ（１）と長尺チューブ群（１ｂ）の最上段のチューブ
（１）とは、それらの間に介在されたコルゲートフィン
（２）によって連結されているが、右上の短尺分割ヘッ
ダー（４ａ）と右下の短尺分割ヘッダー（４ｂ）とが分
離されていることより強度的に弱いものとなっている。
従って、かかる構造上の弱点を補うために、長尺チュー
ブ群（１ｂ）を構成する最上段のチューブ（１）の前記
凹部（Ｂ）に面する部分に、コルゲートフィン（２）を
介してサイドプレート（１１）が配設固定されると共
に、該サイドプレート（１１）の一端部（１３ａ）が右
上の短尺分割ヘッダー（４ａ）の下端部に接合一体化さ
れている。

【００２７】強度をより一層向上させるためには、右上
の短尺分割ヘッダー（４ａ）と右下の短尺分割ヘッダー
（４ｂ）とを前記サイドプレート（１１）で相互に連結
固定することが望ましい。

【００２８】上記サイドプレート（１１）は、図５に示
すように、細帯状の底壁（１２）とその幅方向の両側か
ら上向きに延設された側壁（１３）（１３）とを有する
断面上向きコ字状を呈するチャンネル状部材からなり、
その左端部に、前記側壁（１３）（１３）から延設され
て分割ヘッダー（４ａ）の外周面を沿接状態に挟持する
一対の挟持部（１３ａ）（１３ａ）を有すると共に、右
端部に、前記底壁（１２）から下方に折り曲げられた
後、水平状に折り曲げられて先端縁が分割ヘッダー（４
ｂ）の外周面に適合する凹陥状に形成された延設部（１
２ａ）を有するものである。

【００２９】而して、上記サイドプレート（１１）は、
その細帯状の底壁（１２）がその下部に配置されたコル
ゲートフィン（２）にろう付一体化された状態で、挟持
部（１３ａ）（１３ａ）が右上の短尺分割ヘッダー（４
ａ）の下端部にろう付一体化されると共に、延設部（１
２ａ）の先端縁が右下の短尺分割ヘッダー（４ｂ）の上
端部にろう付一体化されている。しかして、右上短尺分
割ヘッダー（４ａ）は、図１に示すように、その左側が
チューブ群（１ａ）、右側が上記サイドプレート（１
１）によってそれぞれ固定された状態となされているこ
とより、コア部（Ａ）にヘッダーの退入した凹部（Ｂ）
を有するにも拘らず強度的に優れたものとなされてい
る。

【００３０】また、この実施例にかかる熱交換器にあっ
ては、これを車体等の取付側に取り付けうるようにする
ために、図１に示すように、左側のヘッダー（３）と右
上の短尺分割ヘッダー（４ａ）との間に配設された最上
段のチューブ（１）の上部に、コルゲートフィン（２）
を介してサイドプレート兼用のブラケット（１４）がろ
う付一体化されている。

【００３１】このブラケット（１４）は、その両端部
に、図７（イ）（ロ）に示すように、下方に折り曲げら
れその下端から水平状に延設されて側面視Ｌ字状を呈す
ると共に、その先端縁にヘッダー（３）（４）の外周面
に適合する嵌合凹部（１５ａ）が形成された当接部（１
５）と、該当接部（１５）の両側に位置してヘッダー
（３）（４）の両側面を挟持しうる間隔で互いに平行状
に配置された挟持部（１６）（１６）と、長手方向の適
宜箇所に上方に延設され、締結部材挿通用孔（１７ａ）
が穿設された取付部（１７）とを有する。

【００３２】しかして、このブラケット（１４）は、そ
の両端部において上記当接部（１５）の先端縁嵌合凹部
（１５ａ）（１５ａ）がヘッダー（３）（４）に嵌合状
態で当接されると共に、挟持部（１６）（１６）がヘッ
ダー（３）（４）の対応側面に挟持状態で当接され、か
つその状態でブラケット（１４）とヘッダー（３）
（４）とがろう付によって相互に強固に接合一体化され
ている。そして、前記取付部（１７）を介して、車体等
の取付側に取付け得るようになっている。

【００３３】このようにブラケット（１４）をその両端
部においてヘッダー（３）（４）に連結一体化すること
により、より一層の強度向上を図り得る。なお、このブ
ラケット（１４）には、ヘッダー（３）（４）の両側に
配置される互いに平行状に配置された一対の挟持部（１
６）（１６）が設けられているが、かかる構造を採用す
ることにより部品寸法精度に若干の問題があったとして
もコアのセッティングを支障なく行うことができるとい
う利点がある。更なる強度向上を図るためには、図７
（ロ）に破線で示すように挾持部（１６）の先端部をヘ
ッダー（３）（４）に沿うように曲成すれば良い。な
お、いずれか一方の挟持部（１６）のみであっても強度
向上には充分貢献し得るものである。

【００３４】更に、この実施例にかかる熱交換器にあっ
ては、冷媒入口パイプ（８）から右上の短尺分割ヘッダ
ー（４ａ）に流入した冷媒を、該分割ヘッダー（４ａ）
に連通接続された複数本のチューブ（１）に可及的均等
に分流せしめて、冷媒の偏流による性能低下を防止する
と共に冷媒側圧力抵抗の低減を図る目的で、前記パイプ
（８）と分割ヘッダー（４ａ）との接続を、図８〜図１
１に示すような、特殊な態様としている。

【００３５】即ち、前記パイプ（８）のヘッダー接続端
部（８ａ）が、圧潰されると共に半径方向に延伸されて
細長い断面形状の開口端部（８ｂ）を有するものとなさ
れており、その細長い開口端部（８ｂ）が、分割ヘッダ
ー（４ａ）の長手方向に沿った状態で該分割ヘッダー
（４ａ）に形成された対応形状の細長接続孔（１８）に
挿入され、かつろう付け一体化されている。このような
接続構造は、必ずしも冷媒入口側のみならず冷媒出口側
にも適用しうるものである。

【００３６】なお、以上の実施例においては、障害物回
避用の凹部（Ｂ）をコア部（Ａ）の右上隅一か所に形成
した場合を示したが、図１２に示すようにコア部（Ａ）
の中間部に凹部（Ｂ）を形成し、あるいは図１３に示す
ように凹部（Ｂ）を階段状に形成するなど、障害物の存
在状況に応じて複数の凹部を形成したものについても、
この発明は適用されるものである。なお、図１２および
図１３において、符号（２１）（３１）は、図５に示す
サイドプレート（１１）と同様のサイドプレートを示
す。

【００３７】

【発明の効果】この発明にかかる熱交換器は、上述のと
おり、チューブとフィンとが交互配置に積層された、長
さの異なる複数のチューブ群の一端が、共通のヘッダー
に連通接続される一方、他端が、各チューブ群毎にそれ
ぞれ別々の分割ヘッダーに連通接続され、もってチュー
ブとフィンとで構成されるコア部に、ヘッダーの退入し
た凹部が形成されてなるものである。従って、この凹部
の形成位置、大きさ等を障害物に応じて適宜代えること
により、障害物を避けるために熱交換器全体を縮小する
場合のような無駄なスペースの発生を防止しつつ障害物
を回避して熱交換器を配置することができる。

【００３８】しかも、前記チューブ群を構成する最外側
のチューブの前記凹部に面する部分に、フィンを介して
サイドプレートが配設固定されると共に、該サイドプレ
ートの一端部が退入側の前記ヘッダーの端部に接合一体
化されてなるものであるから、退入側ヘッダーのぐらつ
きを防止することができて、もって熱交換器全体として
の強度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱交換器の全体正面図である。

【図２】同平面図である。

【図３】図１のIII-III 線の拡大断面図である。

【図４】ヘッダー、チューブおよびフィンを分離状態に
して示した斜視図である。

【図５】サイドプレートの斜視図である。

【図６】冷媒の流れを示す回路図である。

【図７】図７（イ）はブラケットの端部を示す拡大斜視
図、図７（ロ）は同平面図である。

【図８】冷媒入口パイプとヘッダーとの接続部分を示す
拡大正面図である。

【図９】図８のIX-IX 線の断面図である。

【図１０】図８のＸ−Ｘ線の断面図である。

【図１１】チューブ、ヘッダーおよび冷媒入口パイプを
分離状態にして示した斜視図である。

【図１２】この発明の他の実施例を示す熱交換器の全体
正面図である。

【図１３】この発明の更に他の実施例を示す熱交換器の
全体正面図である。

【図１４】従来の熱交換器の全体正面図である。

【符号の説明】

１…チューブ ２…フィン ３…ヘッダー ４…ヘッダー ４ａ…分割ヘッダー ４ｂ…分割ヘッダー １１…サイドプレート １３ａ…一端部 Ａ…コア部 Ｂ…凹部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チューブ（１）とフィン（２）とが交互
   配置に積層された、長さの異なる複数のチューブ群（１
   ａ）（１ｂ）を有し、隣接するチューブ群（１ａ）（１
   ｂ）の一端が共通のヘッダー（３）に連通接続される一
   方、同他端が、各チューブ群（１ａ）（１ｂ）に対応し
   て分割された相互分離状態の複数の分割ヘッダー（４
   ａ）（４ｂ）にそれぞれ連通接続され、もって前記チュ
   ーブ（１）とフィン（２）とで構成されるコア部（Ａ）
   に、ヘッダー（４ａ）の退入した凹部（Ｂ）が形成され
   た熱交換器において、 前記チューブ群（１ｂ）を構成する最外側のチューブ
   （１）の前記凹部（Ｂ）に面する部分に、フィン（２）
   を介してサイドプレート（１１）が配設固定されると共
   に、該サイドプレート（１１）の一端部（１３ａ）が退
   入側の前記ヘッダー（４ａ）の端部に接合一体化されて
   いることを特徴とする熱交換器。