JP2003207236A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP2003207236A JP2002008689A JP2002008689A JP2003207236A JP 2003207236 A JP2003207236 A JP 2003207236A JP 2002008689 A JP2002008689 A JP 2002008689A JP 2002008689 A JP2002008689 A JP 2002008689A JP 2003207236 A JP2003207236 A JP 2003207236A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘッダパイプに内挿される乾燥剤収容体の振
動を防止し、騒音の発生や異物発生のおそれを解消した
熱交換器。 【解決手段】 互いに並設された一対のヘッダパイプ
と、少なくとも一方のヘッダパイプに内挿される乾燥剤
収容体と、該乾燥剤収容体が挿通される挿通孔を備えた
環状の支持部材とを有する熱交換器において、前記乾燥
剤収容体を、長手方向に連続的に延びる開口部を有する
筒状体から構成するとともに、該乾燥剤収容体を前記支
持部材の挿通孔の周縁に固定したことを特徴とする熱交
換器。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用空調装置等
に用いられる熱交換器に関し、とくにヘッダパイプ内
に、乾燥剤が収納された乾燥剤収容体が内挿される熱交
換器、たとえば受液器一体型凝縮器等に好適な熱交換器
の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱交換器、たとえば受液器を凝縮器に一
体化した受液器一体型凝縮器においては、いずれか一方
のヘッダパイプ内に、乾燥剤が収納された乾燥剤収容体
が内挿されている。たとえば、図８、図９に示すよう
に、複数のチューブ１０１が挿入されたヘッダパイプ１
０２内には、通液性を有す袋体１０３に充填された乾燥
剤（図示略）が収納された乾燥剤収容体１０５が内挿さ
れている。乾燥剤収容体１０５は、ヘッダパイプ１０２
の内面に接合（たとえば、ろう付け）された環状の支持
部材１０６、１０７に挿通されている。乾燥剤収容体１
０５の下部はストレーナ部１０８に挿入されている。ヘ
ッダパイプ１０２の端部には蓋体１１０、１１１が設け
られており、ストレーナ部１０８は蓋体１１１に支持さ
れている。なお、図８において、１１２はチューブ１０
１間に配設されたフィンを示している。
【０００３】上記のような熱交換器においては、支持部
材１０７の上部に接続されたチューブ１０１からヘッダ
パイプ１０２内に流入した冷媒は、乾燥剤収容体１０５
に設けられた開口部１１３から該収容体１０５内に流入
し乾燥剤により水分が除去された後、ヘッダパイプ１０
２の支持部材１０７の下部に形成された液溜め部１１４
に一時的に貯留され該液溜め部１１４に連通されたサブ
クールコアを形成する各チューブ１０１に流入するよう
になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような熱交換器においては、乾燥剤収容体１０５をヘッ
ダパイプ１０２に内挿する際の作業性を向上するため、
図９に示すように支持部材１０６、１０７の乾燥剤収容
体１０５の挿通孔１１５、１１６の径は、乾燥剤収容体
１０５の外径よりも若干大きく設定されている。つま
り、乾燥剤収容体１０５と挿通孔１１５、１１６の周縁
との間には必ずクリアランスが存在する。このため、た
とえば熱交換器が自動車等の車両用空調装置の熱交換器
として使用された場合には、乾燥剤収容体１０５が振動
し騒音が発生したり、あるいは乾燥剤収容体１０５と支
持部材１０６、１０７との擦れにより異物が発生し流体
中に異物が混入するおそれがある。
【０００５】本発明の課題は、ヘッダパイプ内に乾燥剤
収容体が内挿される熱交換器に関し、とくに車両用空調
装置の熱交換器として用いても、騒音の発生や熱交換媒
体中への異物の混入を確実に防止できる熱交換器を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の熱交換器は、互いに並設された一対のヘッ
ダパイプと、少なくとも一方のヘッダパイプに内挿され
る乾燥剤収容体と、該乾燥剤収容体が挿通される挿通孔
を備えた環状の支持部材とを有する熱交換器において、
前記乾燥剤収容体を、長手方向に連続的に延びる開口部
を有する筒状体から構成するとともに、該乾燥剤収容体
を前記支持部材の挿通孔の周縁に固定したことを特徴と
するものからなる。
【０００７】上記乾燥剤収容体を構成する筒状体は、横
断面を略Ｃ字状に形成することができる。たとえば、一
枚の平板の両端部に隙間をあけてロール成形したり、あ
るいは横断面が円形、だ円形、一部に平面を有するトラ
ック形、多角形等の直管状パイプに長手方向に連続的に
延びる切欠きを設ければ簡単に上記のような乾燥剤収容
体を構成することができる。また、押し出し成形によれ
ば上記のような筒状体を簡単に成形することができる。
【０００８】上記乾燥剤収容体の開口部は、筒状体の横
断面中心を中心とする円周角の１０°以上、９０°以下
の範囲に開口することが好ましい。１０°未満になり開
口寸法が小さくなると乾燥剤収容体内部への通液抵抗が
著しく増大するおそれがある。一方、９０°を越え開口
寸法が大きくなり過ぎると乾燥剤収容体による乾燥剤等
の保持強度が低下するおそれがある。
【０００９】また、上記乾燥剤収容体を構成する筒状体
は、樹脂または純アルミニウム、アルミニウム合金等の
金属から構成することができる。
【００１０】上記乾燥剤収容体は、支持部材にろう付け
することができる。上記のような熱交換器は、通常、各
部材を仮組み状態（アセンブリ状態）にし炉中において
各部材が一括してろう付けされるようになっている。し
たがって、乾燥剤収容体と支持部材とのろう付けも上記
炉中におけるろう付けと同時に行うことができる。ま
た、乾燥剤収容体をヘッダパイプに内挿した後に乾燥剤
収容体を拡径して、支持部材に接合することもできる。
【００１１】上記環状の支持部材の外周には、たとえば
扇状等の切り欠きを設けることが好ましい。支持部材に
上記のような切り欠きを設ければ、ヘッダパイプ中にお
ける流体の圧力損失を低減することができる。
【００１２】上記ヘッダパイプには、支持部材挿入用の
スリットが設けられていることが好ましい。このような
スリットを設ければヘッダパイプ内に支持部材を簡単
に、しかも位置決め精度よく挿入することができる。
【００１３】本発明に係る熱交換器は、ヘッダパイプ内
に乾燥剤を収納した乾燥剤収容体が挿入されるタイプの
熱交換器に広く適用することができるが、とくにヘッダ
パイプの下部に液溜め部が形成され、冷却コアとサブク
ールコアとを有するサブクールタイプコンデンサに好適
なものである。
【００１４】上記のような熱交換器においては、乾燥剤
収容体は長手方向に連続的に延びる開口部を有する筒状
体から構成されている。このような筒状体は、たとえ
ば、一枚の平板の両端部に隙間をあけてロール成形する
ことにより、また、市販の直管状パイプに長手方向に連
続的に延びる切り欠きを設けることにより、あるいは射
出成形、押し出し成形等により一つの工程で簡単に成形
することができる。また、上記のような開口部を設けれ
ば、乾燥剤収容体をヘッダパイプ内に内挿する際には、
乾燥剤収容体を弾性変形させて自由状態における径より
も縮径させることができるので、支持部材に乾燥剤収容
体を簡単に挿通させることができる。また、乾燥剤収容
体がヘッダパイプに挿通された後は、弾性復元力により
乾燥剤収容体は自由状態における径にもどろうとするの
で、乾燥剤収容体の自由状態の径を支持部材の挿通孔の
径と同一にするか若干大きめに設定すれば、乾燥剤収容
体の外周面が挿通孔の周縁に当接しヘッダパイプ内に乾
燥剤収容体を所定の位置に確実に固定することができ
る。さらに、この状態で乾燥剤収容体を支持部材に対し
てろう付け等すれば乾燥剤収容体を支持部材に対して位
置決め精度よく接合することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る熱交換器の
望ましい実施の形態について、図面を参照して説明す
る。図１ないし図７は、本発明の一実施態様に係る熱交
換器を示している。本実施態様においては、主として受
液器一体型凝縮器、中でもとくにサブクールタイプコン
デンサに本発明を適用した場合について説明する。
【００１６】図において、１はサブクールタイプコンデ
ンサを示している。サブクールタイプコンデンサ１は、
上下方向に互いに並行に延びる第２のヘッダパイプ２お
よび第１のヘッダパイプ３と、両ヘッダパイプ２、３間
を連通する、並行に延びる複数の熱交換チューブ４を有
している。各熱交換チューブ４間およびそれらの最外層
部には、コルゲートタイプのフィン５が設けられてい
る。第２のヘッダ２の上部には冷媒の入口パイプ６が、
下部には冷媒の出口パイプ７が、それぞれ設けられてい
る。
【００１７】第２のヘッダパイプ２内には仕切板８が設
けられており、該仕切板８により、第２のヘッダパイプ
２内が上部空間と下部空間とに区画されている。この仕
切板８により、上記複数の熱交換チューブ４の配設領域
が、コンデンサ１に導入されてきた冷媒を凝縮する冷媒
凝縮コア９と、該冷媒凝縮コア９で凝縮された冷媒をさ
らに過冷却するサブクールコア１０とに区画されてい
る。すなわち、一体に形成された第２のヘッダパイプ２
内に仕切板８を設けることにより、コンデンサ１のコア
全体が、冷媒凝縮コア９とサブクールコア１０とに区画
されている。そして本実施態様では、冷媒凝縮コア９に
おける、並行に延びる複数の熱交換チューブ４によって
形成される冷媒通路が１パス通路に形成されている。し
たがって、入口パイプ６から第２のヘッダパイプ２内に
導入された冷媒は、冷媒凝縮コア９の各熱交換チューブ
４を１パス通路形態で通過して第１のヘッダパイプ３内
に流入し、第１のヘッダパイプ３内を下方に流動した
後、直接、サブクールコア１０への入口側に導入されて
サブクールコア１０の各熱交換チューブ４を通過し、出
口パイプ７から流出される。ただし、冷媒凝縮コア９部
を２パス以上の通路に構成することも可能である。
【００１８】なお、本実施態様においては、サブクール
タイプコンデンサコア全体に対する、サブクールコア部
の占有率を約１０％程度にしている。本出願人による実
験によれば、占有率は、５〜１２％程度が好ましく、こ
の範囲内に設定することにより、車両エンジンルーム内
のコンデンサ設置スペースの制限、すなわち、限られた
コンデンササイズ内におけるサブクール化から生じる、
高圧側圧力の上昇、それに伴う、車両燃費の低下を抑制
しつつ、最適な過冷却度を実現できる。
【００１９】そして、本実施態様では、第１のヘッダパ
イプ３における、サブクールコア１０への入口側に相当
するヘッダ部分が、液溜め部１１に構成されている。冷
媒凝縮コア９からの冷媒、つまり、第１のヘッダ３の上
部側からの冷媒は乾燥剤１２により水分が除去された
後、この液冷媒一時貯留部１１に溜められ、そこからサ
ブクールコア１０の各熱交換チューブ４へと流入される
ことになる。
【００２０】また、第１のヘッダパイプ３内には、乾燥
剤ユニット１３が挿入されている。乾燥剤ユニット１３
は、乾燥剤１２が充填された通液性を有する袋体１７と
これらが収納される乾燥剤収容体１８とを有している。
【００２１】本実施態様においては、図５に示すように
乾燥剤収容体１８は長手方向に連続的に延びる開口部１
９を有する筒状体から構成されており、横断面は略Ｃ字
状になっている。また、本実施態様においては、乾燥剤
収容体１８の開口部１９は、図２、図３に示すように冷
媒凝縮コア９を構成する熱交換チューブ群４から流出し
た冷媒が乾燥剤収容体１８の外周面とヘッダパイプ３の
内周面との間を回り込んだ後に乾燥剤収容体１８内へ流
入する方向、換言すれば開口部１９はチューブ４から流
出した冷媒が乾燥剤収容体１８内へ直接流入しない方向
に向けられているが、これに限定されるものではなくい
ずれの方向であってもよい。また、開口部１９の開口寸
法Ｃｒは横断面中心を中心とする円周角の１０°以上、
９０°以下の範囲に開口されている。このため、乾燥剤
収容体１８内への冷媒の流路抵抗の増大を防止しつつ、
乾燥剤収容体１８による乾燥剤等の保持強度が十分確保
されるようになっている。
【００２２】乾燥剤収容体１８は、アルミニウム合金等
の金属から構成されている。長手方向に連続的に延びる
開口部１９を有する乾燥剤収容体１８は、たとえば金属
等からなる一枚の平板の両端部に隙間をあけてロール成
形することにより、また市販の直間状のパイプに長手方
向に連続的に延びる切り欠きを設けることにより、ある
いは射出成形、押し出し成形等により一つの工程で簡単
に成形することができる。
【００２３】乾燥剤収容体１８は、環状の支持部材１
５、１６の挿通孔２２、２３に挿通されており、乾燥剤
収容体１８の外周面と挿通孔２２、２３の周縁部はろう
付けされている。挿通孔２２、２３の径は、自由状態に
おける乾燥剤収容体１８の外径寸法と同一または若干小
さめに設定されている。支持部材１５、１６はヘッダパ
イプ３の内周面にろう付けされている。また、支持部材
１５、１６の外周には、略扇状の切り欠き２４、２５が
設けられており、本実施態様においては切り欠き２４、
２５の開口寸法は、乾燥剤収容体１８の開口部１９の開
口寸法Ｃｒと略一致するようになっている。
【００２４】ヘッダパイプ３には、図６、図７に示すよ
うに周方向に延びる支持部材挿入用のスリット２６、２
７設けられている。
【００２５】乾燥剤収容体１８の下部は冷媒中に混入し
た異物等を捕捉するストレーナ１４に挿入されている。
ストレーナ１４は、ヘッダパイプ３の一端に螺合された
蓋体２０に支持されている。ヘッダパイプ３の他端には
蓋体２１がろう付けされている。なお、本実施態様にお
いては、ヘッダパイプ３に乾燥剤収容体１８を内挿し、
支持部材１５、１６にろう付けした後、乾燥剤収容体１
８内に乾燥剤等が挿入されるようになっている。
【００２６】本実施態様においては、乾燥剤収容体１８
には長手方向に連続的に延びる開口部１９が設けられて
いるので、乾燥剤収容体１８をヘッダパイプ３内に内挿
する際には、乾燥剤収容体１８を弾性変形させて自由状
態における径よりも縮径することができる。したがっ
て、乾燥剤収容体１８の自由状態の径と同一または若干
小径である挿通孔２２、２３に容易に乾燥剤収容体１８
を挿入することができる。また、乾燥剤収容体１８が挿
通孔２２、２３に挿入された後は、乾燥剤収容体１８の
弾性復元力により乾燥剤収容体１８は自由状態における
径にもどろうとするので、乾燥剤収容体１８の外周面が
挿通孔２２、２３の周縁に当接し乾燥剤収容体１８はヘ
ッダパイプ３内の所定の位置に確実に固定される。さら
に、この状態で炉中において各部材を一括してろう付け
すれば、支持部材１５、１６に乾燥剤収容体１８を位置
決め精度よくろう付けすることができる。したがって、
熱交換器１が自動車用熱交換器として用いられる場合に
おいても、乾燥剤収容体１８の振動を抑制することがで
きるので、騒音や擦れにより異物の発生を防止できる。
なお、本実施態様においては、支持部材１５、１６に乾
燥剤収容体１８がろう付けされているが、乾燥剤収容体
１８を支持部材１５、１６の挿通孔２２、２３に挿通し
た後、乾燥剤収容体１８を治具等を用いて拡径すること
により乾燥剤収容体１８と支持部材１５、１６を接合す
るようにしてもよい。
【００２７】なお、本実施態様においては、乾燥剤収容
体１８を金属から構成して支持部材１５、１６にろう付
け等しているが、乾燥剤収容体１８の弾性復元力のみで
も支持部材１５、１６に乾燥剤収容体１８を確実にしか
も強固に固定できる。したがって、乾燥剤収容体１８に
は樹脂を用いることも可能である。
【００２８】また、本実施態様においては、支持部材１
５、１６には切り欠き２４、２５が設けられているの
で、ヘッダパイプ３内の冷媒は、切り欠き２４、２５を
通過しヘッダパイプ３の下部へと流通することができ
る。したがって、熱交換器１内における圧力損失を抑制
することができる。ただし、この構成に限らず、支持部
材１５、１６に切り欠き２４、２５を設けず、支持部材
１５、１６を完全な円環形状とし、該円環形状の挿通孔
２２、２３に乾燥剤収容体１８を挿入固定するように構
成してもよい。
【００２９】また、ヘッダパイプ３には、図６に示した
ように周方向に延びる支持部材挿入用のスリット２６、
２７が設けられているので、該スリット２６、２７から
支持部材１５、１６をヘッダパイプ３内に挿入し仮固定
状態にした後他部材とともに炉中において一括してろう
付けすることができる。したがって、熱交換器１の組付
け作業性を向上することができる。さらに、本実施例で
は、乾燥剤収容体１８を支持部材１５、１６に固定した
が、支持部材１５の代わりに、例えば、蓋体２１に収容
体嵌合凹部を設け、該凹部に前記収容体１８の端部を嵌
合固定するようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱交換器
によるときは、乾燥剤収容体を支持部材に強固にしかも
容易に固定することができるので、熱交換器に振動が加
わった場合においても乾燥剤収容体の振動を防止でき
る。したがって、騒音の発生や擦れによる異物の発生を
防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る熱交換器の正面図で
ある。
【図２】図１の熱交換器の第１のヘッダパイプの拡大縦
断面図である。
【図３】図１の熱交換器の第１のヘッダパイプの拡大横
断面図である。
【図４】図１の熱交換器の第１のヘッダパイプに内挿さ
れる乾燥剤収容体の支持部材の平面図である。
【図５】図１の熱交換器の第１のヘッダパイプに内挿さ
れる乾燥剤収容体の斜視図である。
【図６】図１の熱交換器の第１のヘッダパイプの斜視図
である。
【図７】図２の第１のヘッダパイプのＡ部の拡大断面図
である。
【図８】従来の熱交換器の部分拡大縦断面図である。
【図９】従来の熱交換器の支持部材による乾燥剤収容体
の支持状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ サブクールタイプコンデンサ ２ 第２のヘッダパイプ ３ 第１のヘッダパイプ ４ 熱交換チューブ ５ フィン ６ 入口パイプ ７ 出口パイプ ８ 仕切板 ９ 冷媒凝縮コア １０ サブクールコア １１ 液冷媒一時貯留部（液溜め部） １２ 乾燥剤 １３ 乾燥剤ユニット １４ ストレーナ １５、１６ 支持部材 １７ 袋体 １８ 乾燥剤収容体 １９ 開口部 ２０、２１ 蓋体 ２２、２３ 挿通孔 ２４、２５ 切り欠き ２６、２７ スリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２８Ｆ 9/02 Ｆ２８Ｆ 9/02 ３０１Ｚ 9/26 9/26 17/00 ５０１ 17/00 ５０１Ｄ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに並設された一対のヘッダパイプ
    と、少なくとも一方のヘッダパイプに内挿される乾燥剤
    収容体と、該乾燥剤収容体が挿通される挿通孔を備えた
    環状の支持部材とを有する熱交換器において、前記乾燥
    剤収容体を、長手方向に連続的に延びる開口部を有する
    筒状体から構成するとともに、該乾燥剤収容体を前記支
    持部材の挿通孔の周縁に固定したことを特徴とする熱交
    換器。
  2. 【請求項２】 前記乾燥剤収容体が支持部材にろう付け
    されている、請求項１の熱交換器。
  3. 【請求項３】 前記乾燥剤収容体が拡径され支持部材に
    接合されている、請求項１の熱交換器。
  4. 【請求項４】 前記支持部材に切り欠きが設けられてい
    る、請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器。
  5. 【請求項５】 前記ヘッダパイプに、周方向に延びる支
    持部材挿入用のスリットが設けられている、請求項１な
    いし４のいずれかに記載の熱交換器。
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