WO2000033010A1 - Echangeur de chaleur - Google Patents

Description

糸田 » 熱交換器 技術分野

本発明は、 レシーバタンク接続用のコネク タをヘッダパイプ にろ う付け して設ける と と もに、 レシーバタンク と コネク タ と を雄ねじ部品を用いて接合する熱交換器に関する。 背景技術

一般に、 車両用空調装置の蒸気圧縮式冷凍サイ クル等に用い られる熱交換器と しては、 冷媒の熱交換を行う チューブと、 冷 媒を分配及び集合するヘッダパイ プと を接続する と と もに、 凝 集された冷媒を一時蓄える レシーバタンク をヘッダパイプに接 続して構成されたものが知られている。 （例えば、 特開平 9— 2 1 7 9 6 7 号に記載のコンデンサ。 ）

また特に、 この種の熱交換器と しては、 レシーバタンクに蓄 えられた冷媒を直接エバポ レータへ送給する よ う に構成された ものの他に、 レシーバタ ンクに蓄えられた冷媒を再びヘッダパ イブへ送り 返し、 これを更にチューブで冷却した後にエバポレ —タへ送給するよ う に構成された所謂サブクールコンデンサが 知られている。 このよ う なサブクールコ ンデンサによる と、 冷 媒の冷却効率を向上するこ とができ る。

更に、 こ う した熱交換器について、 ヘッダパイプと レシーバ タンク との接続は、 例えば図 4 ( A ) 乃至図 4 ( B ) に示すよ う なコネク タ 8 を、 それらの間に介在してなされている。

同図に示すコネク タ 8 は、 前述したサブクールコンデンサに 用いられる ものであって、 ヘッダパイ プに対しては、 ろ う付け して設けられる と と もに、 前記レシ一バタ ンクに対しては、 ボ ル ト等の雄ねじ部品を用いて接合される。

すなわち、 ヘッダパイプとのろ う付け面 8 a 及びレシ一バタ ンク との接合面 8 b との間には、 冷媒をレシ一バタンクへ流出 する流出路 8 1 と、 冷媒をレシーバタンクから流入する流入路 8 2 とが設けられ、 更にその接合面 8 b には、 前記雄ねじ部品 を螺合する孔部 8 3 が設けられている。

と ころで従来、 前述したよ う な熱交換器のコネク タは、 雄ね じ部品を挿通又は螺合する孔部を設ける必要から、 ある程度大 き く 形成せざるを得ず、 その結果と して、 熱交換器の大型化及 び重量化を招いて しま う とい う 不都合があった。

特に、 熱交換器を車両へ搭載する場合、 大型で重いコネク タ を用いるのは、 その他の装置とのレイアウ トの点で非常に不利 であった。

また、 コネク タが大き く なる と、 ヘッダパイプと コネク タ と のろ う付けに要する熱容量も増加するので、 それらのろ う付け が困難になる という 不都合もあった。

更に、 サブクールコンデンサに用いられるコネクタにあって は、 前述したよ う に、 レシーバタ ンク との接合面に、 冷媒をレ シーバタ ンクへ流出する流出路と、 冷媒をレシーバタンクから 流入する流入路とが位置する こ と になる。 従って、 雄ねじ部品 による レシーバタンク と コネク タ との支持強度について、 バラ ンスをと るのが難しく なる とレヽ ぅ 不都合もあった。

また、 ヘッダパイプと コネク タ とのろ う付け面においては、 ろ う付け不良によ り 、 流出路と流入路とのバイパス洩れが生じ る場合がある。 このよ う なバイ パス洩れは、 熱交換器の機能を 著しく 低下させる原因となる ものの、外部洩れを伴わないので、 検出するのは極めて困難であった。

そこで本発明は、 以上の諸問題に鑑み、 ヘッダパイプと レシ ーバタ ンク と を効率よ く 接続でき る熱交換器を提供する こ と を 目的と している。 発明の開示

本願第 1 請求項に記載した発明は、 冷媒の熱交換を行う チュ ーブと、 前記チューブに接続されて前記冷媒を分配及び集合す るヘッダパイプと、 前記ヘッダパイプに接続されて前記冷媒を 一時蓄える レシーバタ ンク と を備え、 前記ヘッダパイプには、 前記レシーバタンク接続用のコネク タをろ う付け して設ける と と もに、 前記レシ一バタ ンク と前記コネク タ とは、 雄ねじ部品 を用いて接合する熱交換器において、 前記コネク タは、 前記へ ッダパイ プとのろ う付け面を、 前記レシーバタ ンク と の接合面 よ り も狭く 形成した構成の熱交換器である。

このよ う に、 本発明の熱交換器による と、 コネク タは、 へッ ダパイ プとのろ う付け面を、 レシーバタ ンク と の接合面よ り も 狭く 形成したので、 コネク タの大き さ及び重さが削減される と と もに、ヘッダパイプと コネク タ とのろ う付け性が向上される。 すなわち、 雄ねじ部品を用いてレシーバタ ンク と接合するコ ネク タは、 雄ねじ部品を挿通又は螺合する孔部を設けた りする 必要から、 ある程度大き く 形成せざるを得ず、 熱交換器の大型 化及び重量化を招く 不都合を生じるが、 本発明のコネク タによ れば、 ヘッダパイプとのろ う付け面を、 レシーバタ ンク との接 合面よ り も狭く 形成する こ とによ り 、 コネク タを比較的小型で 軽いものとする こ とが可能であ り 、 そのよ う な不都合が軽減さ れる。

特に、 熱交換器を車両へ搭載する場合等においては、 比較的 小型で軽いコネク タを用いる こ とから、 その他の装置とのレイ ァゥ 卜の不利が軽減される。

また、 コネク タが大き く なる と、 ヘッダパイプと コネク タ と のろ う付けに要する熱容量が増加するものの、本発明によれば、 ヘッダパイプとのろ う付け面が、 レシーバタンク との接合面よ り も狭く 形成されているので、 そのよ う な熱容量の増加が回避 されて、 ろ う付け性が向上される。

本願第 2請求項に記載した発明は、 冷媒の熱交換を行う チュ ーブと、 前記チューブに接続されて前記冷媒を分配及び集合す るヘッダパイプと、 前記ヘッダパイプに接続されて前記冷媒を 一時蓄える レシーバタ ンク と を備え、 前記ヘッダパイプには、 前記レシーバタンク接続用のコネク タをろ う付け して設ける と と もに、 前記レシーバタンク と前記コネク タ とは、 雄ねじ部品 を用いて接合する熱交換器において、 前記コネク タは、 前記冷 媒を前記レシーバタ ンクへ流出する流出路と、 前記冷媒を前記 レシーバタンクから流入する流入路と、 複数の前記雄ねじ部品 をそれぞれ挿通又は螺合する複数の孔部と を有し、 前記複数の 孔部は、 前記レシーバタ ンク と の接合面において、 前記流出路 の中心と前記流入路の中心と を結ぶ直線に対し、 対称的又はほ ぼ対称的に設けた構成の熱交換器である。

このよ う に、 本発明の熱交換器による と、 コネク タは、 冷媒 をレシーバタ ンクへ流出する流出路と、 冷媒をレシーバタ ンク から流入する流入路と、 複数の雄ねじ部品をそれぞれ挿通又は 螺合する複数の孔部と を有し、 複数の孔部は、 レシーバタンク との接合面において、 流出路の中心と流入路の中心と を結ぶ直 線に対し、 対称的又はほぼ対称的に設けたので、 複数の雄ねじ 部品による レシ一バタ ンク と コネク タ との支持強度がバランス 良く 確保される。

本願第 3請求項に記載した発明は、 請求項 2 において、 前記 コネク タの孔部は、 前記コネク タの側部に突出している構成の 熱交換器である。

このよ う に、 本発明の熱交換器による と、 コネク タの孔部は、 コネク タの側部に突出しているので、 コネク タの大き さ及び重 さが削減される。

すなわち、 孔部を突出させる こ と によ り 、 孔部を設ける こ と による コネク タの大型化及び重量化が軽減される。

特に、 コネク タの接合面の外形は、 略十字形である と よい。 本願第 4請求項に記載した発明は、 冷媒の熱交換を行う チュ —ブと、 前記チューブに接続されて前記冷媒を分配及び集合す るヘッダパイ プと、 前記ヘッダパイプに接続されて前記冷媒を 一時蓄える レシーバタ ンク と を備え、 前記ヘッダパイプには、 前記レシーバタンク接続用のコネク タをろ う付けして設ける と と もに、 前記レシーバタンク と前記コネク タ とは、 雄ねじ部品 を用いて接合する熱交換器において、 前記コネク タは、 前記冷 媒を前記レシーバタ ンクへ流出する流出路と、 前記冷媒を前記 レシーバタ ンクから流入する流入路と を有し、 前記ヘッダパイ プとのろ う付け面における前記流入路及び前記流出路の間には 前記ろ う付け面を分割する溝部を設けた構成の熱交換器である, このよ う に、 本発明の熱交換器による と、 コネク タは、 冷媒 をレシーバタ ンクへ流出する流出路と、 冷媒を レシーバタ ンク から流入する流入路と を有し、 ヘッダパイプとのろ う付け面に おける流出路及び流入路の間には、 ろ う付け面を分割する溝部 を設けたので、 ヘッダパイプと コネク タ とのろ う付け面におい て、 ろ う付け不良による流出路と流入路とのバイ パス洩れが生 じる と、 溝部を通じて外部洩れと なるので、 これを容易に検出 する こ とが可能である。

すなわち、 流出路と流入路と のバイ パス洩れは、 熱交換器の 機能を著し く 低下させる原因となる ものの、 その検出は極めて 困難であった。 しかし本発明によれば、 そのよ う なバイバス洩 れであっても、 溝部を設けたこ と によ り 、 外部洩れと して検出 される。 図面の簡単な説明

【図 1 】

本発明の具体例に係 り 、 熱交換器を示す正面図である。

【図 2 】

本発明の具体例に係り 、 ヘッダパイプ、 レシーバタンク、 及 びコネク タを示す断面図である。

【図 3 】

本発明の具体例に係り 、 （A ) はヘッダパイプとのろ う付け 面側から見たコネク タを示す外観図であ り 、 （ B ) はレシーバ タ ンク との接合面側から観たコネク タを示す外観図である。

【図 4 】

従来例に係り 、 （ A ) はヘッダパイプとのろ う付け面側から 見たコネク タを示す外観図であり 、 （ B ) はレシーバタ ンク と の接合面側から見たコネク タを示す外観図である。 発明を実施するための最良の形態

以下に、 本発明の具体例を図面に基いて詳細に説明する。 図 1 に示すよ う に、 本例の熱交換器 1 は、 冷媒の熱交換を行 う複数のチューブ 2， 2 と、 これらのチューブ ²， 2の両端に それぞれ接続されて冷媒を分配及び集合する一対のヘッダパイ プ 3， 3 と、 片方のヘッダパイ プ 3 に接続されて冷媒を一時蓄 える レシーバタ ンク 4 と を備えたサブクールコンデンサである 各チューブ 2， 2 は積層 して設けられてお り 、 これらのチュ ーブ 2， 2の間には、 冷媒の熱交換率を向上するフ ィ ン 5 , 5 が介装されている。 更に、 チューブ 2， 2及びフ ィ ン 5， 5か らなる層の上下には、 端部をそれぞれヘッダパイ プ 3， 3 に支 持されたサイ ドブ レー ト 6， 6 が設けられている。

各ヘッダバイプ 3， 3 は、 円管状の部材からな り 、 冷媒受給 用の入口継手及 3 1 び冷媒送給用の出口継手 3 2 が設けられる と と もに、 上下の端部をキャ ップ 3 3， 3 3 にて閉鎖されてい る： また、 それらの内部は、 仕切板 3 4， 3 4 にて所定の間隔 に区画されてレヽる。

このよ う な構成による と、 冷媒は、 ヘッダパイプ 3， 3 の入 口継手 3 1 から熱交換器 1 内部に取入れられて、 熱交換を しつ つチューブ 2， 2 を流通して各ヘッダパイプ 3， 3 の間を複数 回往復した後、 ヘッダパイァ 3， 3 の出口継手 3 2から外部に 排出される。 また冷媒は、 このよ う に内部に取入れられてから 外部に排出されるまでの間に凝集して、 レシーバタ ンク 4 に一 時蓄えられる。 レシーバタンク 4 に蓄えられた冷媒は、 再びへ ッダパイプ 3 に送り 返されて、 更に所定のチューブ 2， 2 を通 過して冷却される。

尚、 レシーバタンク 4の内部には乾燥剤を配設しており 、 冷 媒は、 レシーバタンク 4内を通過する際に、 前記乾燥剤によつ て脱水される。

ヘッダパイプ 3 と レシーバタ ンク 4 とは、 図 2乃至図 3 ( B ) に示すよ う なコネク タ 7 を介在して接続されている。

本例のコネク タ 7 は、 ヘッダパイ プ 3 にろ う付け して設けら れる と と もに、 レシーバタ ンク 4 に対しては、 雄ねじ部品を用 いて接合する よ う に構成している。

一方、 レシーバタンク 4の下部には、 コネク タ 7 と対応する ブロ ック 4 1 を設けてレヽる。

このプロ ック 4 1 は、 冷媒を流通する通路を設けた部材であ り 、 後述するコネク タ 7 の流出孔 7 1 及び流入孔 7 2 に嵌合す る嵌合部 4 1 a， 4 1 b と、 前記雄ねじ部品を螺合又は挿通す る孔部 （図示は省略） と を有する。 そ して、 図 2 中の矢印で示 すよ う に、流出孔 7 1 から レシーバタ ンク 4 へ流出 した冷媒は、 レシーバタ ンク 4の内部中心に配置された吸上げ管 4 2 にて吸 上げられ、その後下降して レシーバタ ンク ⁴の底に溜められる。 また更に、 レシーバタ ンク 4 の底に溜められた冷媒は、 コネク タ 7 の流入孔 7 1 からヘッダパイプ 4へと流入される。

前記コネク タ 7 は、 押出し成形部材に加工を施したものであ つて、 ヘッダパイ プ 3 とのろ う付け面 3 a は、 ヘッダパイプ 3 に外嵌する曲率を有する と と もに、 その周縁部を切削する こ と によ り 、 レシ一バタ ンク 4 との接合面 3 b よ り も狭く 形成され ている。 また、 前記ろ う付け面 7 a と前記接合面 7 b との間に は、 冷媒をヘッダパイプ 3から レシーバタ ンク ⁴ へ流出する流 出路 7 1 と、 冷媒をレシーバタ ンク 4からヘッダパイプ 3 へ流 入する流入路 7 2 と を設けている。

更に、 コネク タ 7 の要所には、 前記雄ねじ部品をそれぞれ挿 通又は螺合する複数の孔部 7 3 ， 7 3 を設けている。

これらの複数の孔部 7 3 ， 7 3 は、 レシーバタ ンク 4 との接 合面 3 b において、 流出路 7 1 の中心と流入路 7 2 の中心と を 結ぶ直線に対し、 対称的又はほぼ対称的に設け、 且つ、 コネク タ 7 の側部に突出させている。

本例の場合、 この接合面 7 b の外形は、 略十字形に形成して いる。 すなわち、 小さな面積の接合面 7 b に対して、 流出孔 7 1 、 流入孔 7 2、 及び孔部 7 3 ， 7 3 を効率良く 配置する よ う に構成している。

また、 ろ う付け面 7 a における流入路 7 1 及び流出路 7 2 の 間には、 ろ う付け面 7 a を分割する溝部 7 4 を設けている。

すなわち、 この溝部 7 4 による と、 ヘッダパイ プ 3 とのろ う 付け面 7 a において、 ろ う付け不良による流出路 7 1 と流入路 7 2 とのバイパス洩れが生じた場合、 溝部 7 4 を通じて外部洩 れとなるので、 これが容易に検出される。

尚、 ヘッダパイプ 3 と コネク タ 7 と のろ う付けは、 治具を用 いてチューブ 2， 2 、 ヘッダパイ プ 3 ， 3 、 フ ィ ン 5， 5 、 サ イ ドプレー ト 6 , 6 、 入口継手 3 1 ， 3 1 、 出口継手 3 2， キ ヤ ッ プ 3 3， 3 3 、 仕切板 3 4， 3 4 、 及びコネ ク タ 7 を一体 に組み付けて、 こ の組み付け体を炉内で加熱処理して行う よ う に している。 すなわち、 ヘッダパイ プ 3 と コネク タ 7 とは、 熱 交換器 1 におけるその他のろ う付け箇処と と もに、 一括してろ う付けするよ う に している。 また、 熱交換器 1 を構成する これ らの各部材の要所には、 適宜、 ろ う材のク ラ ッ ド及びフラ ック ス の塗布を施している。

また、 熱交換器 1 の外部洩れの検査は、 各部材をろ う付けの 後にレシーバタンク 4 を組み付けて、 その内部に検査用のガス を注入して行う よ う にしている。

以上説明 した本例の熱交換器による と、 コネク タは、 ヘッダ パイプとのろ う付け面を、 レシーバタ ンク との接合面よ り も狭 く 形成したので、 コネク タの大き さ及び重さ を削減できる と と もに、 ヘッダパイプと コネク タ とのろ う付け性を向上できる。 すなわち、 雄ねじ部品を用いてレシ一バタンク と接合するコ ネク タは、 雄ねじ部品を揷通又は螺合する孔部を設けた り する 必要から、 ある程度大き く 形成せざるを得ず、 熱交換器の大型 化及び重量化を招く 不都合を生じるが、 本例のコネク タによれ ば、 ヘッダパイブとのろ う付け面を、 レシ一バタンク との接合 面よ り も狭く形成する こ と によ り 、 コネク タを比較的小型で軽 いものとする こ とができ、 そのよ う な不都合を軽減できる。

特に、 熱交換器を車両へ搭載する場合等においては、 比較的 小型で軽いコネク タを用いる こ とから、 その他の装置とのレイ ァゥ ト の不利を軽減でき る。

また、 コネク タが大き く なる と、 ヘッダパイプと コネク タ と のろ う付けに要する熱容量が増加する ものの、 本例によれば、 ヘッダパイブとのろ う付け面が、 レシ一バタンク との接合面よ り も狭く 形成されているので、 そのよ う な熱容量の増加を回避 する こ とができ、 ろ う付け性を向上できる。 更に、 本例の熱交換器による と、 コネク タは、 冷媒をレシ一 バタンクへ流出する流出路と 、 冷媒をレシーバタンクから流入 する流入路と、 複数の雄ねじ部品をそれぞれ挿通又は螺合する 複数の孔部と を有し、 複数の孔部は、 レシーバタ ンク と の接合 面において、流出路の中心と流入路の中心と を結ぶ直線に対し、 対称的又はほぼ対称的に設けたので、 複数の雄ねじ部品による レシーバタ ンク と コネク タ との支持強度をバラ ンス良く確保す るこ とができ、 延いては、 それらの接合面における冷媒の洩出 を確実に防止できる。

更に、 本例の熱交換器による と、 コネク タの孔部は、 コネク タの側部に突出 しているので、 コネク タの大き さ及び重さ を削 減できる。

すなわち、 孔部を突出させる こ とによ り 、 孔部を設けるこ と によるコネク タの大型化及び重量化を軽減できる。

特に、 コネク タの接合面の外形は、 略十字形である と よい。 更に、 本例の熱交換器による と、 コネク タは、 冷媒をレシ一 バタ ンクへ流出する流出路と 、 冷媒をレシーバタ ンクから流入 する流入路と を有し、 ヘッダパイプとのろ う付け面における流 出路及ぴ流入路の間には、 ろ う付け面を分割する溝部を設けた ので、 ヘッダパイプと コネク タ とのろ う付け面において、 ろ う 付け不良による流出路と流入路とのバイパス洩れが生じる と、 溝部を通じて外部洩れとなるので、 これを容易に検出するこ と ができる。

すなわち、 流出路と流入路とのバイパス洩れは、 熱交換器の 機能を著しく 低下させる原因となる ものの、 その検出は極めて 困難であった。 しかし本例によれば、 そのよ う なバイパス洩れ であっても、 溝部を設けたこ と によ り 、 外部洩れと して検出す るこ とができ る。 産業上の利用可能性

本発明は、 レシーバタ ンク接続用のコネク タをヘッダパイプ にろ う付けして設ける と と もに、 レシーバタンク と コネク タ と を雄ねじ部品を用いて接合する熱交換器であ り 、 ヘッダパイプ と レシーバタンク と を効率よ く 接続できるので、 と り わけ媒体 圧力が比較的高いタイプの熱交換器に好適である。

Claims

請求の範囲

1 . 冷媒の熱交換を行う チューブと、 前記チューブ されて前記冷媒を分配及び集合するヘッダパイプと、 前記へッ ダパイプに接続されて前記冷媒を一時蓄える レシーバタ ンク と を備え、 前記ヘッダパイプには、 前記レシーバタンク接続用の コネク タをろ う付け して設ける と と もに、 前記レシーバタンク と前記コネク タ とは、 雄ねじ部品を用いて接合する熱交換器に おいて、

前記コネク タは、 前記ヘッダパイ プとのろ う付け面を、 前記 レシーバタ ンク と の接合面よ り も狭く 形成したこ と を特徴とす る熱交換器。

2 . 冷媒の熱交換を行う チューブと、 前記チューブに接続さ れて前記冷媒を分配及び集合するヘッダパイプと、 前記ヘッダ パイプに接続されて前記冷媒を一時蓄える レシーバタンク と を 備え、 前記ヘッダパイプには、 前記レシーバタ ンク接続用のコ ネク タをろ う付けして設ける と と もに、 前記レシーバタンク と 前記コネク タ とは、 雄ねじ部品を用いて接合する熱交換器にお いて、

前記コネク タは、 前記冷媒を前記レシーバタンクへ流出する 流出路と、 前記冷媒を前記レシーバタ ンクから流入する流入路 と、 複数の前記雄ねじ部品をそれぞれ挿通又は螺合する複数の 孔部と を有し、 前記複数の孔部は、 前記レシーバタ ンク と の接 合面において、 前記流出路の中心と前記流入路の中心と を結ぶ 直線に対し、 対称的又はほぼ対称的に設けたこ と を特徴とする 熱交換器。

3 . 前記コネク タの孔部は、 前記コネク タの側部に突出 して いる こ と を特徴とする請求項 2記載の熱交換器。

4 . 冷媒の熱交換を行うチューブと、 前記チューブに接続さ れて前記冷媒を分配及び集合するヘッダパイ プと 、 前記ヘッダ パイプに接続されて前記冷媒を一時蓄える レシーバタ ンク と を 備え、 前記ヘッダパイプには、 前記レシーバタンク接続用のコ ネク タをろ う付けして設ける と と もに、 前記レシーバタンク と 前記コネクタ とは、 雄ねじ部品を用いて接合する熱交換器にお いて、

前記コネク タは、 前記冷媒を前記レシーバタ ンクへ流出する 流出路と、 前記冷媒を前記レシーバタ ンクから流入する流入路 と を有し、 前記ヘッダパイプとのろ う付け面における前記流入 路及び前記流出路の間には、 前記ろ う付け面を分割する溝部を 設けたこ と を特徴とする熱交換器。