JPH0729417Y2 - 積層型熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、例えばカークーラー用蒸発器やオイルクー
ラー等として使用されるような積層型熱交換器、即ち冷
媒通路を有する複数枚の板状チューブエレメントが、相
互間にフィンを包含する空気流通間隙を介して積層され
た形式の熱交換器に関する。

従来の技術及び問題点 この種の積層型熱交換器として、板状チューブエレメン
トを、一端部に冷媒の入口タンク部と出口タンク部とが
並設され、かつ入口タンク部と出口タンク部間がＵター
ン形の冷媒通路により接続されたものに構成するととも
に、かかるチューブエレメントを隣接チューブエレメン
トのタンク部どうしを連通状態で相互間にフィンを介し
て積層したものが知られている。このような熱交換器で
は、いずれかのチューブエレメントの入口タンク部に流
入した冷媒は、連通している入口タンク部相互を介して
隣接チューブエレメントへと流通拡散していくが、各チ
ューブエレメントにおいて冷媒をＵターン形に流通させ
るため、最外側のチューブエレメントの入口タンク部
に、流入した冷媒が突当る隔壁を設けている。あるいは
また、チューブエレメントによって形成される全冷媒通
路群を複数の通路群に分割するため、中間のチューブエ
レメントの入口タンク部に隔壁を設け、分割された通路
群ごとに冷媒をＵターン形に流通させる場合もある。

ところが、上記のような積層型熱交換器では次のような
欠点がある。即ち、カークーラー用の蒸発器等では、冷
媒とともにオイルを循環させているが、上記のような積
層型熱交換器を、そのタンク部を下部配置として使用し
た場合、冷媒とともに入口タンク部に流入拡散して仕切
壁につき当ったオイルは冷媒のごとく上昇してＵターン
形に方向転換できず、隔壁の設けられたチューブエレメ
ントの入口タンク部内に停滞し、熱交換効率の向上を妨
げるとともに甚しくはコンプレッサのオイル切れを来た
すという問題がある。その改善策として、従来、特公昭
58−41429号公報に掲載のもの、即ち第６図に示すよう
に、チューブエレメント（30）の入口タンク部（31）と
出口タンク部（32）の上側に、両タンク部をＵターン形
に接続している冷媒通路（33）をバイパスする態様で、
オイルを出口タンク部に循環させるための微小通路（3
4）を設けることが提案されている。

しかしながら、オイルが停滞するのは、入口タンク部
（31）内であるため、前記公報掲載のように、入口タン
ク部（31）より上側に微小通路（34）を設けた場合に
は、オイルがバイパスしにくゝて依然として入口タンク
部（31）内に停滞するものであった。

この考案は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、オイ
ルの停滞を確実に防止しえてオイルを器外へとスムーズ
に排出しうる積層型熱交換器を提供することを目的とし
ている。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するために、この考案は、オイル循環
用の微小通路を、入口タンク部と出口タンク部の対向間
で両タンク部を連通する状態に設けたものである。即ち
この考案は、一端に入口タンク部と出口タンク部とが並
設されるとゝもに、入口タンク部と出口タンク部間をＵ
ターン形に接続する冷媒通路が内側に形成された板状チ
ューブエレメントが、隣接するチューブエレメントの少
なくとも片側のタンク部どうしを連通状態にしてかつ相
互間にフィンを介して積層され、さらに積層された複数
枚のチューブエレメントの中に、前記入口タンク部に流
入した冷媒がつき当たってこれを前記Ｕターン形に方向
転換するための隔壁を有するチューブエレメントが含ま
れている熱交換器において、前記隔壁を有するチューブ
エレメントの入口タンク部と出口タンク部の対向間に、
両タンク部を連通する微小通路が設けられていることを
特徴とする積層型熱交換器を要旨とする。

実施例 次にこの考案の構成を、カークーラー用のアルミニウム
ないしはその合金製蒸発器に適用した実施例に基づいて
説明する。

第４図に示すこの考案に係る蒸発器用熱交換器の全体図
において、（１）は垂直状態でかつ左右方向に配置され
た複数枚の板状チューブエレメント、（２）はその隣接
するチューブエレメント（１）（１）間に介在してそれ
と交互に積層されかつ接合一体化されたコルゲートフィ
ンである。

第２図および第３図に示すように、前記チューブエレメ
ント（１）は、一端に並設された膨出状の入口タンク部
（３）及び出口タンク部（４）を有し、さらに両タンク
部に連通する偏平管部（５）を有している。そして各タ
ンク部には冷媒流入孔（６）と流出孔（７）とが形成さ
れており、各チューブエレメント（１）はタンク部
（３）（４）において相互に連結一体化されている。か
つ左最外側のチューブエレメントにおける入口タンク部
には冷媒入口管（11）が連結されるとともに、右最外側
のチューブエレメントにおける出口タンク部には冷媒出
口管（12）が連結されている。この板状チューブエレメ
ント（１）は、２枚の皿状コアプレート（100）（100）
をその周端接合面（101）において対向状に重ね合せ、
ろう接一体化することで形成されてなる。

前記コアプレート（100）はプレス加工により形成され
たもので、その材料として心材の表裏両面にろう材がク
ラッドされたブレージングシートが用いられている。か
つ、コアプレート（100）の内面即ち内側対向面には、
入口タンク部（３）から出口タンク部（４）に至る冷媒
通路（８）を矢印（R1）で示すごとくＵターン形に形成
するために、中央部縦方向に中間の位置まで仕切壁（10
2）が形成されるとともに、該通路を流れる冷媒を撹乱
させて、伝熱効率を向上するための多数のリブ（103）
が突出形成されている。

前記コルゲートフィン（２）は、チューブエレメント
（１）の幅と同程度の幅を有し、両側に位置するチュー
ブエレメントにろう付けされている。コルゲートフィン
（２）は望ましくはルーバーを切り起したものが用いら
れる。

なお、第４図において、（９）、（10）は最外側のコル
ゲートフィン（２）の外側に配置されたサイドプレート
である。

第１図は第４図の熱交換器の冷媒流れ図である。この図
においては、最外側のチューブエレメント（1A）（1B）
と中間部のチューブエレメント（1C）とが示され、その
他のチューブエレメントの図示は省略されている。この
実施例では、中間に位置するチューブエレメント（1C）
の入口タンク部（３）の奥部が隔壁（13a）で閉塞され
ることにより、チューブエレメント群によって構成され
る全冷媒通路が左最外側のチューブエレメント（1A）か
ら中間部のチューブエレメント（1C）までの第１通路群
（１）と、中間部のチューブエレメント（1C）から右最
外側のチューブエレメント（1B）までの第２通路群（I
I）とに分割され、入口タンク部（３）と出口タンク部
（４）の位置が、チューブエレメント（1C）を境に前後
逆方向に位置し、冷媒流れが反転するものとなされてい
る。さらに、右最外側のチューブエレメント（1B）の入
口タンク部（３）には、第２通路群（II）の入口タンク
部（３）に流入した冷媒がつき当る隔壁（13b）が設け
られている。さらにまた隔壁のあるチューブエレメント
（1C）（1B）には、入口タンク部（３）と出口タンク部
（４）との対向間（Ｈ）において、両タンク部を連通す
る状態にオイル流通用の微小通路（14）がプレス加工に
より形成されている。なおすべてのチューブエレメント
（１）のタンク部は下部配置とされている。

かゝる構成において、冷媒は矢印（Ｒ）で示すように、
左最外側のチューブエレメント（1A）の冷媒流入孔
（６）に冷媒入口管（第４図）（11）から供給されて第
１通路群（Ｉ）を構成するチューブエレメントの各入口
タンク部（３）内を直進し、中間のチューブエレメント
（1C）の隔壁（13a）につき当たる。冷媒が隔壁（13a）
につき当たると、冷媒は第１通路群（Ｉ）の各冷媒通路
（８）を矢印（R1）で示すごとくＵターン形に流れ、そ
れぞれの出口タンク部（４）に至る。そして第１通路群
（Ｉ）の各出口タンク部（４）に至った冷媒は、中間部
のチューブエレメント（1C）の冷媒流出孔（７）から第
２通路群（II）を構成するチューブエレメントの各入口
タンク部（３）内を直進して右最外側のチューブエレメ
ント（1B）の隔壁（13b）につき当たり、第２通路群（I
I）の各チューブエレメント内の冷媒通路（８）を再び
Ｕターン形に流れ、最終的に第２通路群（II）の各出口
タンク部（４）から右最外側チューブエレメント（1B）
の冷媒流出孔（７）を通り、冷媒出口管（第４図）（1
2）から器外へと流れる。そして各チューブエレメント
（１）内に冷媒が流通する間に、チューブエレメント間
に形成されたコルゲートフィン（２）を含む空気流通間
隙を流通する空気と前記冷媒との間で熱交換が行われ
る。

而して上記冷媒とともに循環するオイルは前記隔壁（13
a）（13b）の存在する入口タンク部（３）内に停滞する
傾向にあるが、前記微小通路（14）が入口タンク部
（３）と出口タンク部（４）との対向間（Ｈ）に設けら
れているから、出入口タンク部の圧力差により該微小通
路（14）を通って出口タンク部（４）に速やかに流入す
る。従ってオイルの停滞は確実に防止される。

なお、前記実施例の微小通路（14）は第５図（ａ）の点
線で示すように、入口タンク部（３）と出口タンク部
（４）の上下方向の中間部を連通しているが、同図
（ａ）の実線で示すように、下部同士を連通しても良
く、あるいは同図（ｂ）のように斜めに連通しても良
い。また第１図の右最外側のチューブエレメント（1B）
は冷媒流出孔（７）を備えるものとしたが、例えば、第
２通路群（II）の中間位置のチューブエレメントに冷媒
出口管を設けることがある。この場合、第５図（Ｃ）の
ように、右最外側のチューブエレメント（1B）の出口タ
ンク部（４）も入口タンク部（３）と同様に盲となる
が、かゝる形態の両タンク部（３）（４）間にも前記同
様の微小通路（14）を設けることができる。

なお前記実施例では、第２図のようにチューブエレメン
ト（１）の冷媒通路（８）をＵターン形に流れる冷媒の
量が多くなると、冷媒通路（８）の上部路（8a）と下流
部（8b）間の圧力差が大きくなるので、即ち圧力損失が
大きくなるので、この圧力差が大きくなった場合、上流
部（8a）から下流部（8b）へ一部冷媒を逃がすための冷
媒用バイパス（15）が仕切壁（102）に、しかもバイパ
ス（15）を通った冷媒も熱交換に寄与できるように、仕
切壁（102）のほゞ中程に設けられている。

考案の効果 以上説明したように、この考案によれば、チューブエレ
メントの入口タンク部に流入した冷媒がＵターン形に方
向転換して出口タンク部に流れる構造の積層型熱交換器
において、前記冷媒がつき当たってＵターン形に方向転
換するための隔壁を有するチューブエレメントの入口タ
ンク部と出口タンク部の対向間に、両タンク部を連通す
る微小通路が設けられているので、タンク部を下部配置
にして使用した場合にも前記隔壁の設けられている入口
タンク部内に停滞しようとするオイルを微小通路により
出口タンク部に速やかに流入させることができる。従っ
てオイルの熱交換器内への停滞を確実に防止しえてこれ
をスムーズに器外へと流出させることができ、ひいては
熱交換効率の向上を図りうるとともにコンプレッサのオ
イル切れの危険性も回避しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの考案の一実施例に係る積層型熱交
換器を示すもので、第１図は冷媒流れ図、第２図はコア
プレートとフィンとを分離して示す斜視図、第３図はチ
ューブエレメントの断面図、第４図は熱交換器の全体正
面図、第５図（ａ）（ｂ）および（ｃ）は微小通路の他
の例を示す正面図、第６図は従来の積層型熱交換器にお
けるチューブエレメントの正面図である。 （１）…チューブエレメント、（２）…コルゲートフィ
ン、（３）…入口タンク部、（４）…出口タンク部、
（８）…冷媒通路、（13a）（13b）…隔壁、（14）…微
小通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一端に入口タンク部と出口タンク部とが並
   設されるとゝもに、入口タンク部と出口タンク部間をＵ
   ターン形に接続する冷媒通路が内側に形成された板状チ
   ューブエレメントが、隣接するチューブエレメントの少
   なくとも片側のタンク部どうしを連通状態にしてかつ相
   互間にフィンを介して積層され、さらに積層された複数
   枚のチューブエレメントの中に、前記入口タンク部に流
   入した冷媒がつき当たってこれを前記Ｕターン形に方向
   転換するための隔壁を有するチューブエレメントが含ま
   れている熱交換器において、前記隔壁を有するチューブ
   エレメントの入口タンク部と出口タンク部の対向間に、
   両タンク部を連通する微小通路が設けられていることを
   特徴とする積層型熱交換器。