JPH0933187A - 積層型熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カー・エアコン用エバポレータとして用いら
れる場合に、クーリングケースに取り付けやすい積層型
熱交換器を提供する。 【解決手段】 一対の端部プレート22,23 のうち外側の
端部プレート23に膨張弁26が取り付けられるとともに、
両端部プレート22,23 間に、膨張弁26とコア本体とを連
通する導入路38および排出路39が形成されている。内側
の端部プレート22に、導入路形成用凹部34および排出路
形成用凹部36が設けられている。そして、外側の端部プ
レート23が、平坦状となされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カー・エアコン
用エバポレータ等に用いられる積層型熱交換器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一対の中間プレートとコルゲート・フィ
ンとが交互に複数左右に重ね合わせられてコア本体が形
成され、コア本体の左右いずれか一方に一対の端部プレ
ートが重ね合わせられ、一対の端部プレートのうち外側
の端部プレートに膨張弁が取り付けられるとともに、両
端部プレート間に、膨張弁とコア本体とを連通する導入
路および排出路が形成されている積層型熱交換器は、従
来より知られている（特公平２−３０４２９号公報参
照）。この従来の積層型熱交換器では、出入口路形成用
端部プレートのうち一番外側の端部プレートが外側に膨
出した膨出部を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の積層型熱交
換器では、カー・エアコン用エバポレータとして用いる
場合に、一番外側の出入口路形成用端部プレートが外側
に膨出した膨出部を有しているので、クーリングケース
に取り付けるときにプレートとケースとの間の隙間を埋
めるためのインシュレーションが必要となるなど、クー
リングケースへの取り付けが面倒であった。

【０００４】この発明の目的は、カー・エアコン用エバ
ポレータとして用いられる場合に、クーリングケースに
取り付けやすい積層型熱交換器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明による積層型熱
交換器は、一対の中間プレートとコルゲート・フィンと
が交互に複数左右に重ね合わせられてコア本体が形成さ
れ、コア本体の左右いずれか一方に一対の端部プレート
が重ね合わせられ、一対の端部プレートのうち外側の端
部プレートに膨張弁が取り付けられるとともに、両端部
プレート間に、膨張弁とコア本体とを連通する導入路お
よび排出路が形成されている積層型熱交換器において、
一対の端部プレートのうち内側の端部プレートに、導入
路形成用凹部および排出路形成用凹部が設けられ、同外
側の端部プレートは平坦状となされていることを特徴と
するものである。

【０００６】コア本体の他方の端の中間プレートを除く
各中間プレートに、略Ｕ字状の偏平管形成用凹部と、こ
れの両端に連なりかつこれより深い前後ヘッダ形成用凹
部と、前後のヘッダ形成用凹部の中間に位置しかつこれ
と同じ深さの内部導入管形成用凹部とが設けられ、各偏
平管形成用凹部によって並列状偏平管部が形成され、各
前後ヘッダ形成用凹部の底壁に所定箇所を除いて流体通
過孔があけられることにより、前後ヘッダ部が形成さ
れ、各内部導入管形成用凹部の底壁に流体通過孔があけ
られることにより、左右にのびる内部導入管部が形成さ
れ、コア本体の他方の端の中間プレートに、これに隣り
合う中間プレートの内部導入管形成用凹部と前後ヘッダ
形成用凹部のいずれか一方との両方に対向し、内部導入
管部内の流体を前後いずれか一方のヘッダ部に導入させ
る流体反転用凹部が設けられていることが好ましい。こ
れにより、中間プレートを貫通する挿入管を使用せず
に、一端側の導入口から流入した冷媒をまず他端側へ導
入し、次いでコア本体内を他端側から一端側へ流し、導
入口と同じ側に設けられた排出口より排出することがで
きる。

【０００７】前後ヘッダ部には、仕切壁が設けられるこ
とが好ましい。これにより、流体は、仕切壁に当たるご
とにターンさせられて、熱交換器内を蛇行状に流れ、混
合が促進されて熱効率が向上する。

【０００８】一対の中間プレートのうち少なくとも一方
の中間プレートの偏平管形成用凹部の底壁に、各偏平管
部内を複数の独立したＵ字状小流体流路に仕切る凸条が
設けられていることが好ましい。これにより、流体の圧
力損失が減少し、耐圧強度が増大する。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、以下図
面を参照して説明する。

【００１０】この明細書において、前後については、空
気の流れる方向（図１にＸで示す）を基準として、風上
側を前、風下側を後というものとし、左右は風下に向か
って、すなわち図３の左右を左右というものとする。

【００１１】図１〜図４は、この発明をカー・エアコン
用の積層型エバポレータ(1) に適用した実施例を示すも
のである。

【００１２】積層型エバポレータ(1) は、アルミニウム
（アルミニウム合金を含む）製であって、図１に示すよ
うに、一対の略方形の中間プレート(2)(2)とコルゲート
・フィン(3) とが交互に複数段左右に重ね合わせられて
コア本体(1) が形成され、その左側に一対の出入口路形
成用端部プレート(22)(23)が重ね合わせられており、端
部プレート(22)(23)の左側に膨張弁取付用ブロック(25)
が取り付けられ、膨張弁取付用ブロック(25)に膨張弁(2
6)が取り付けられているものである。ここで、中間プレ
ート(2) のうち、右端に配置されたもの(2A)だけは、他
の中間プレート(2) とは若干形状が異なっている。ま
た、エバポレータ(1) の右側の端には、右側の端部プレ
ート(4) が設けられており、この右側の端部プレート
(4) と中間プレート(2A)との間にもコルゲートフィン
(3) が介在されている。また、左側の端部プレート(23)
の左側には、カバープレート(24)が重ね合わせられてい
る。

【００１３】エバポレータ(1) 内においては、図２に示
すように、エバポレータ(1) の左端に設けられた導入口
(40)から導入された冷媒が、両出入口路形成用端部プレ
ート(22)(23)間に形成された導入路(38)を通って挿入管
部(30)に入り、これを通ってエバポレータ(1) の右側の
端に至り、ここでターンさせられて前側ヘッダ部(6)に
入り、偏平管部(5) 内を逆Ｕ字状に流れてから前側ヘッ
ダ部(6) の左半部に入り、両出入口路形成用端部プレー
ト(22)(23)間に形成された排出路(39)を通ってエバポレ
ータ(1) の左端に設けられた排出口(41)から排出される
ようになされている。

【００１４】右端に配置されたもの(2A)を除く各中間プ
レート(2) には、図４および図６に示すように、逆Ｕ字
状の偏平管形成用凹部(8) と、これの前後両下端部に連
なりかつこれより深い前後ヘッダ形成用凹部(9)(10)
と、前後のヘッダ形成用凹部(9)(10) の中間に位置しか
つこれと同じ深さの内部導入管部形成用凹部(31)とが設
けられている。

【００１５】これらの中間プレート(2) が一対ごと相互
に凹部(8)(9)(10)(31)を対向させた状態で重ね合わせら
れ、さらに複数対の中間プレート(2) がコルゲート・フ
ィン(3) を介して層状に重ね合わせられて、コア本体
(1) が形成されている。そして、各偏平管形成用凹部
(8) によって逆Ｕ字状の偏平管部(5) が並列に形成され
ている。各前後ヘッダ形成用凹部(9)(10) の底壁には、
冷媒通過孔(11)(11)があけられており、これにより、各
偏平管部(5) の前後両下端部に連なる前後一対のヘッダ
部(6)(7)が形成されている。前側のヘッダ部(6) のほぼ
中央部においては、前側ヘッダ形成用凹部(9) の底壁に
冷媒通過孔があけられておらず、ヘッダ仕切壁(17)が形
成されている。各内部導入管部形成用凹部(31)の底壁に
は、冷媒通過孔(32)があけられており、これにより、左
側の端の中間プレート(2) から右側の端の中間プレート
(2A)に至る内部導入管部(30)が形成されている。

【００１６】図６に詳しく示すように、各中間プレート
(2) の偏平管形成用凹部(8) の中央部には、上下方向に
長くかつ中間プレート(2) の周縁部(13)と同じ面上にあ
り偏平管部(5) 内の冷媒流路をＵ字状とする仕切り(12)
が、同凹部(8) の下端より上端寄り部分まで設けられて
いる。各中間プレート(2) の上端には、ヘッダ形成用凹
部(9)(10) の深さに等しい間隔保持用凸部(14)が設けら
れている。さらに、各中間プレート(2) の偏平管形成用
凹部(8) には、凹部(8) の深さの略２倍の高さを有する
複数の凸条(15)が、隣り合う中間プレート(2) を重ね合
わせることにより、偏平管部(5) 内に独立した並列状の
逆Ｕ字状小流路(16)を形成するように設けられている。
各凸条(15)は、直線部およびこれに連なる４分の１円弧
部よりなるＵ字のちょうど半分の形状を有しており、各
中間プレート(2) には、中間プレート正面より見て偏平
管形成用凹部(8) の右半部に、計３つの凸条(15)が並列
状に設けられ、同左半部には、重ね合わせたさいに右半
部の隣り合う２つの凸条(15)の間にくる計３つの凸条(1
5)が、並列状に設けられている。各凸条(15)は、隣り合
う中間プレート(2) 同士が相互にＵ字状偏平管形成用凹
部(8) を対向させた状態に層状に重ね合わせられたさい
には、同凹部(8) において各凸条(15)の先端部が対向す
る中間プレート(2) の偏平管形成用凹部(8) の底壁に接
合され、左の中間プレートの凸条(15)とこれに対応する
右の中間プレートの凸条(15)とによって、図８に示すよ
うに、半円弧状のターン部分を有する逆Ｕ字状小流路(1
6)が形成される。

【００１７】右端に配置された中間プレート(2A)には、
図４および図７に示すように、これに隣り合う中間プレ
ート(2) の内部導入管部形成用凹部(31)と前側のヘッダ
形成用凹部(9) との両方に対向し、内部導入管部形成用
凹部(31)と前側のヘッダ形成用凹部(9) とを一体化させ
かつ底壁に冷媒通過孔をあけない形状とされた冷媒反転
用凹部(33)が形成されている。これにより、図３に示す
ように、内部導入管部(30)内を流れてきた冷媒がターン
させられて前側のヘッダ部(6) に導入される。この中間
プレート(2A)には、他の中間プレート(2) と同様に、Ｕ
字状偏平管形成用凹部(8) 、後側のヘッダ形成用凹部(1
0)、偏平管部(5) 内の冷媒流路をＵ字状とする仕切り(1
2)および偏平管部(5) 内に独立した並列状の逆Ｕ字状小
流路(16)を作る複数の凸条(15)が設けられている。ただ
し、間隔保持用凸部(14)は設けられておらず、また、後
側のヘッダ形成用凹部(10)には冷媒通過孔があけられて
いない。

【００１８】図４および図５に示すように、膨張弁(26)
は、相対的に小径の導入路(44)およびこれの上方に位置
し相対的に大径の排出路(45)を有している。膨張弁取付
用ブロック(25)は、膨張弁(26)の導入路(44)および排出
路(45)にそれぞれ対応する導入路(42)および排出路(43)
を有している。これらの導入路(42)および排出路(43)の
左端口縁部には、それぞれ膨張弁(26)を接続するための
継手(51)(52)が設けられている。一対の出入口路形成用
端部プレート(22)(23)のうち左側の端部プレート(23)
は、平坦状であり、膨張弁取付用ブロック(25)の導入路
(42)および排出路(43)に対応した導入口(40)および排出
口(41)が設けられている。導入口(40)および排出口(41)
の縁部には、それぞれ膨張弁取付用ブロック(25)を接続
するための継手(46)(47)が設けられている。一対の出入
口路形成用端部プレート(22)(23)のうち右側の端部プレ
ート(22)には、中間プレート(2) と同様の前後ヘッダ形
成用凹部(37)(48)および内部導入管部形成用凹部(35)
と、内部導入管部形成用凹部(35)に連なりかつこれより
浅い垂直状の入口側連通路形成用凹部(34)と、前側のヘ
ッダ形成用凹部(37)に連なりかつこれより浅い逆Ｊ字状
の出口側連通路形成用凹部(36)とが設けられている。内
部導入管部形成用凹部(35)および前側のヘッダ形成用凹
部(37)には、それぞれ冷媒通過孔(53)(54)があけられて
いる。右側の端部プレート(22)には、凹部(34)(35)(36)
(37)(48)が設けられていない部分に、垂直状の凸条(49)
が複数並列状に設けられ、また、上端には間隔保持用凸
部(14)が設けられている。入口側連通路形成用凹部(34)
および出口側連通路形成用凹部(36)は、両出入口路形成
用端部プレート(22)(23)が重ね合わせられたさいに、両
端部プレート(22)(23)間に、内部導入管部(30)に連通し
かつ導入口(40)までのびる導入路(38)および前側のヘッ
ダ部(6) に連通しかつ排出口(41)までのびる排出路(39)
をそれぞれ形成するためのものであり、これらの凹部(3
4)(36)の形状は、左側の端部プレート(23)の導入口(40)
および排出口(41)に応じて決定される。カバープレート
(24)は、平坦状であり、これには、膨張弁取付用ブロッ
ク(25)が挿通される方形孔(50)があけられている。カバ
ープレート(24)は、左側の端部プレート(23)に接合され
て、この端部プレート(23)の左面のろう材を隠す働きを
しており、これにより、エバポレータ(1) の外観が美し
いものとなっている。

【００１９】各プレート(2)(2A)(22)(23)(24) は、それ
ぞれアルミニウム・ブレージング・シートによりつくら
れており、エバポレータ(1) は一括ブレージングにより
製造される。このさい、一対の中間プレート(2) 同士で
は、対向する仕切り(12)同士および同周縁部(13)同士が
相互に突き合わせられてそれぞれ接合され、一対の中間
プレート(2) の右側のものと他の対の中間プレート(2)
の左側のものとは、ヘッダ形成用凹部(9)(10) の底壁同
士、内部導入管部形成用凹部(31)の底壁同士および間隔
保持用凸部(14)同士が相互に突き合わせられてそれぞれ
接合される。また、各中間プレートの偏平管形成用凹部
(8) の各凸条(15)の先端部が対向する中間プレート(2)
(40) の凹部(8) の底壁に接合される。したがって、接
合面積が大きくなり、耐圧強度が増大する。また、製造
時にパイプを挿入したり、パイプとプレートとを接合し
たりする必要がないので、製造がしやすいし、接合不良
も減少する。

【００２０】上記実施例において、エバポレータ(1) の
左端に設けられた膨張弁(26)より流入した冷媒は、図２
から図４までに矢印で示すように、膨張弁取付用ブロッ
ク(25)の導入路(42)通って外側の出入口路形成用端部プ
レート(23)の導入口(40)から、両出入口路形成用端部プ
レート(22)(23)間に形成された導入路(38)に入り、内部
導入管部(30)を通ってエバポレータ(1) の右端に至る。
ここで、冷媒は、右端の中間プレート(2A)の冷媒反転用
凹部(33)によってターンさせられ、前側のヘッダ部(6)
に導入され、さらにヘッダ仕切壁(17)によってターンさ
せられて、偏平管部(5) 内を前方から後方へ逆Ｕ字状に
流れて後側ヘッダ部(7) に至る。そして、偏平管部(5)
内を今度は後方から前方へ逆Ｕ字状に流れて、前側ヘッ
ダ部(6)の左半部に至る。この間に冷媒は混合されなが
ら、エバポレータ(1) の内部を全体として蛇行状に流れ
て、両出入口路形成用端部プレート(22)(23)間に形成さ
れた排出路(39)に至る。そして、最終的に、外側の出入
口路形成用端部プレート(23)の排出口(41)より膨張弁取
付用ブロック(25)の排出路(43)に至り膨張弁(26)の排出
路(45)より排出される。この間、エバポレータ(1) の隣
り合う偏平管部(5)同士の間のコルゲートフィン(3) の
存在する間隙を空気が流れ、中間プレート(2)(2A) の壁
面およびコルゲートフィン(3) を介して冷媒と空気とが
効率よく熱交換される。

【００２１】各偏平管部(5) 内を冷媒が流れるとき、冷
媒は隣り合う小流路(16)間では混ざりあうことはなく、
かつ冷媒の流れに滞留部を生じることなく、偏平管部
(5) 内を流れる。したがって、気液分離は１本の小流路
(16)内だけにとどまるため小さくなり、冷媒の圧力損失
の上昇を招くことがない。特に、ターン部分での冷媒の
流れがスムーズとなり、熱伝達率の向上を果たし得る。
また偏平管部(5) のターン部分の前後において冷媒の流
れによどみや偏流が生じることなく、オイル溜りも防止
され、また、冷媒と外気との平均温度の差が小さくな
り、より一層熱伝達率が向上する。

【００２２】また、膨張弁(26)は、パイプを使用せずに
エバポレータ(1) の左側面に取り付けられるから、エバ
ポレータ(1) 前面にパイプおよび膨張弁(26)がくること
がなく、通気抵抗となる障害物がなくなり、かつエバポ
レータ(1) のクーリングケース内に占めるスペースが少
なくて済む。しかも、カバープレート(24)および左側の
出入口路形成用端部プレート(23)が共に平坦であるか
ら、エバポレータ(1) をクーリングケースに取り付ける
ときに隙間を埋めるためのインシュレーション等が不要
となり、クーリングケースへの取付けが容易である。し
かも、膨張弁取付用ブロック(25)は、平坦な端部プレー
ト(23)に取り付けるので、膨張弁取付用ブロック(23)を
介しての膨張弁(26)の取付けも容易である。

【００２３】なお、上記実施例では、前後ヘッダ部(6)
(7)は下側に設けられているが、これらは上側に設けら
れていてもよい。また、ヘッダ仕切壁(17)の数は、１つ
としたが、２つ以上であってもよく、２つ以上設ける場
合には、ヘッダ仕切壁は前後ヘッダ部で互い違いとなる
ように設けられる。

【００２４】

【発明の効果】この発明の積層型熱交換器によると、外
側の出入口路形成用端部プレートが平坦であるから、ク
ーリングケースへの取付けが容易であり、さらに、膨張
弁の取付けも容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による積層型熱交換器を概略的に示す
斜視図である。

【図２】同熱交換器の流路を示す斜視図である。

【図３】同熱交換器のヘッダ部分の水平断面図である。

【図４】同熱交換器の要部の分解斜視図である。

【図５】同熱交換器の左端部分の分解斜視図である。

【図６】同熱交換器の中間部分の分解斜視図である。

【図７】同熱交換器の右端部分の分解斜視図である。

【図８】同熱交換器の中間部分におけるプレートを通る
垂直断面図である。

【符号の説明】

(1) コア本体 (2)(2A) 中間プレート (3) コルゲート・フィン (22)(23) 端部プレート (26) 膨張弁 (38) 導入路 (39) 排出路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の中間プレート(2)(2A) とコルゲー
   ト・フィン(3) とが交互に複数左右に重ね合わせられて
   コア本体(1) が形成され、コア本体(1) の左右いずれか
   一方に一対の端部プレート(22)(23)が重ね合わせられ、
   一対の端部プレート(22)(23)のうち外側の端部プレート
   (23)に膨張弁(26)が取り付けられるとともに、両端部プ
   レート(22)(23)間に、膨張弁(26)とコア本体(1) とを連
   通する導入路(38)および排出路(39)が形成されている積
   層型熱交換器において、 一対の端部プレート(22)(23)のうち内側の端部プレート
   (22)に、導入路形成用凹部(34)および排出路形成用凹部
   (36)が設けられ、同外側の端部プレート(23)は平坦状と
   なされていることを特徴とする積層型熱交換器。