JP4106830B2 - 複式熱交換器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の熱交換コアを有する複式熱交換器に関するもので、車両用冷凍サイクルのコンデンサコアと車両用ラジエータとが一体となった複式熱交換器に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
複式熱交換器として、例えば特開平１０−１０３８９３号公報に記載の発明では、ろう付け時に、ラジエータヘッダタンクが自重によりコンデンサヘッダタンク側に傾いて、両タンクが接触して（ろう付けされて）しまうことを防止すべく、ラジエータヘッダタンクにコンデンサヘッダタンクと部分的に接触する突起部を形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の発明では、突起部によりラジエータヘッダタンクが自重によりコンデンサヘッダタンク側に傾くことを防止できるものの、ろう付け時に、溶融したろう材が毛細管現象より突起部を起点として突起部とコンデンサタンクとの接触部に集合するように流れるため、ろう付け完了後においては、毛細管現象により集合したろう材により、見かけ上の突起部の大きさが増大する。
【０００４】
このため、ラジエータヘッダタンクからコンデンサヘッダタンクへの実質的な伝熱路面積が拡大することとなるので、コンデンサコア（冷媒）にラジエータコア（冷却水）の熱が伝熱し、コンデンサコアの放熱能力が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、複数個の熱交換コアを有する複式熱交換器において、熱交換コア間の伝熱による放熱能力の低下を防止すること目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうち少なくとも一方側には、他方側のヘッダタンクに向けて突出してその先端が他方側のヘッダタンクに部分的に接触した状態でノコロックろう付けされた突起部（１４１、１４１ａ）が設けられており、さらに、突起部（１４１、１４１ａ）が設けられている部位における、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）間の隙間（δ）は１ｍｍ以上であることを特徴とする。
【０００７】
これにより、溶融したろう材が毛細管現象より突起部（１４１、１４１ａ）を起点として突起部（１４１、１４１ａ）と他方側のヘッダタンクとの接触部に集合するように流れることを抑制できる。
【０００８】
したがって、本発明では、ろう付け完了後において、毛細管現象により集合したろう材によって、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）間の実質的な伝熱路面積が拡大することを防止できるので、両コア（１１０、１２０）間の伝熱による放熱能力の低下を防止できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、突起部（１４１、１４１ａ）のうち他方側のヘッダタンクと接触する部位、及び他方側のヘッダタンクのち突起部（１４１、１４１ａ）が接触する部位の少なくとも一方には、ろう材の表面に形成された酸化皮膜の破壊を抑制する皮膜破壊抑制物質が添加されていることを特徴とする。
【００１０】
これにより、突起部（１４１、１４１ａ）を起点としてろう材が流れることをより確実にを防止できるので、両コア（１１０、１２０）間の伝熱による放熱能力の低下をより一層防止できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１１１）を有し、第１流体と空気との間で熱交換を行う第１コア（１１０ａ）と、第２流体が流通する複数本の第２チューブ（１２１）を有するとともに、第１コア（１１０ａ）に対して空気の流通方向に直列に配設されて、第２流体と空気との間で熱交換を行う第２コア（１２０ａ）と、複数本の第１チューブ（１１１）の両端にろう付け接合され、複数本の第１チューブ（１１１）と連通する第１ヘッダタンク（１１３、１１４）と、複数本の第２チューブ（１２１）の両端にろう付け接合され、複数本の第２チューブ（１２１）と連通する第２ヘッダタンク（１２３、１２４）とを備え、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうち少なくとも一方側には、他方側のヘッダタンクに向けて突出してその先端が他方側のヘッダタンクに部分的に接触した状態でノコロックろう付けされた突起部（１４１、１４１ａ）が設けられており、さらに、突起部（１４１、１４１ａ）のうち他方側のヘッダタンクと接触する部位、及び他方側のヘッダタンクのち突起部（１４１、１４１ａ）が接触する部位の少なくとも一方には、マグネシウムが添加されていることを特徴とする。
【００１２】
これにより、突起部（１４１、１４１ａ）を起点としてろう材が流れることをより確実にを防止できるので、ろう付け完了後において、毛細管現象により集合したろう材によって、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）間の実質的な伝熱路面積が拡大することを防止でき、両コア（１１０、１２０）間の伝熱による放熱能力の低下を防止できる。
【００１３】
なお、突起部（１４０）は、請求項４に記載の発明のごとく、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうちいずれか一方に装着された、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）と異なる別部品にて構成してもよい。
【００１４】
また、突起部（１４０）に、請求項５に記載の発明のごとく、突起部（１４１、１４１ａ）を両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうちいずれか一方に装着するための係合手段（１４２）を設けてもよい。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１１１）を有し、第１流体と空気との間で熱交換を行う第１コア（１１０ａ）と、第２流体が流通する複数本の第２チューブ（１２１）を有するとともに、第１コア（１１０ａ）に対して空気の流通方向に直列に配設されて、第２流体と空気との間で熱交換を行う第２コア（１２０ａ）と、複数本の第１チューブ（１１１）の両端にろう付け接合され、複数本の第１チューブ（１１１）と連通する第１ヘッダタンク（１１３、１１４）と、複数本の第２チューブ（１２１）の両端にろう付け接合され、複数本の第２チューブ（１２１）と連通する第２ヘッダタンク（１２３、１２４）とを備え、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうち少なくとも一方側には、他方側のヘッダタンクに向けて突出する突起部（１４１、１４１ａ）が設けられており、さらに、突起部（１４１、１４１ａ）が設けられている部位における、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）間の隙間（δ）は１ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１６】
これにより、例えばノコロックろう付け時に両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうち少なくとも一方が他方側に傾いて、突起部（１４１、１４１ａ）が他方側のヘッダタンクに接触しても、請求項１に記載の発明と同様に、溶融したろう材が毛細管現象より突起部（１４１、１４１ａ）を起点として突起部（１４１、１４１ａ）と他方側のヘッダタンクとの接触部に集合するように流れることを抑制できる。
【００１７】
したがって、本発明では、ろう付け完了後において、毛細管現象により集合したろう材によって、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）間の実質的な伝熱路面積が拡大することを防止できるので、両コア（１１０、１２０）間の伝熱による放熱能力の低下を防止できる。
【００１８】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る複式熱交換器を車両用冷凍サイクル（空調装置）のコンデンサ（放熱器、凝縮器）と水冷エンジン（液冷式内燃機関）の冷却水（冷却液）を冷却するラジエータとが一体となったものに適用したものである。
【００２０】
そして、図１は本実施形態に係る複式熱交換器１００を空気流れ上流側から見た斜視図であり、図３は、水冷エンジン側（空気流れ下流側）から見た斜視図である。
【００２１】
図１中、１１０は冷凍サイクル内を循環する冷媒と空気とを熱交換させて冷媒を冷却するコンデンサであり、このコンデンサ１１０は、冷媒（第１流体）が流通する複数本のアルミニウム（本実施形態では、Ａ３００３）製のコンデンサチューブ（第１チューブ）１１１と各コンデンサチューブ１１１間に配設されて冷媒と空気との熱交換を促進するアルミニウム（本実施形態では、Ａ３００３）製のコンデンサフィン（第１フィン）１１２とからなるコンデンサコア（第１コア）１１０ａ、及びコンデンサチューブ１１１の長手方向両端側に配設されて各コンデンサチューブ１１１と連通するアルミニウム（本実施形態では、Ａ３００３）製のヘッダタンク（第１ヘッダタンク）１１３、１１４等から構成されている。
【００２２】
因みに、紙面右側のヘッダタンク１１３は、各コンデンサチューブ１１１に冷媒を分配供給するものであり、紙面左側のヘッダタンク１１４は、各コンデンサチューブ１１１にて熱交換を終えた冷媒を集合回収するものである。
【００２３】
なお、コンデンサチューブ１１１は、図３に示すように、内部に多数本の冷媒通路１１１ａが形成された多穴構造であり、押し出し加工又は引き抜き加工にて扁平状に形成されている。また、コンデンサフィン１１２は、後述するラジエータフィン１２２と一体化されており、その詳細は後述する。
【００２４】
一方、図２中、１２０は水冷エンジンから冷却水と空気とを熱交換して冷却水を冷却するラジエータであり、このラジエータ１２０は、冷却水（第２流体）が流通する複数本のアルミニウム（本実施形態では、Ａ３００３）製のラジエータチューブ（第２チューブ）１２１と各ラジエータチューブ１２１間に配設されて冷媒と空気との熱交換を促進するアルミニウム（本実施形態では、Ａ３００３）製のラジエータフィン（第２フィン）１２２とからなるラジエータコア（第２コア）１２０ａ、及びラジエータチューブ１２１の長手方向両端側に配設されて各ラジエータチューブ１２１と連通するアルミニウム（本実施形態では、Ａ３００３）製のヘッダタンク（第２ヘッダタンク）１２３、１２４等から構成されている。
【００２５】
なお、紙面左側のヘッダタンク１２３は、各ラジエータチューブ１２１に冷却水を分配供給するものであり、紙面右側のヘッダタンク１２４は、各ラジエータチューブ１２１にて熱交換を終えた冷却水を集合回収するものである。
【００２６】
また、ラジエータチューブ１２１は、図３に示すように、単純な扁平形状であり、その短径寸法（厚み寸法）ｈ２は、コンデンサチューブ１１１の短径寸法（厚み寸法）ｈ１より大きくなっている。そして、本実施形態では、両チューブ１１１、１２１の長径寸法（幅寸法）Ｗ１、Ｗ２は略等しく、かつ、その長径方向は、空気流れに沿った方向である。
【００２７】
因みに、コンデンサチューブ１１１では冷媒が気相冷媒から液相冷媒に相変化しながら流通するのに対して、ラジエータチューブ１２１では冷却水が相変化せずに流通するので、一般的にラジエータチューブ１２１の通路断面積をコンデンサチューブ１１１の通路断面積より大きくすることが望ましい。
【００２８】
また、１３０はコンデンサコア１１０ａ及びラジエータコア１２０ａの端部にて両フィン１１２、１２２と接触した状態で配設されているとともに、両者１１０ａ、１２０ａの補強部材をなすサイドプレートであり、両チューブ１１１、１２１、両フィン１１２、１２２、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４及びサイドプレート１３０は、ノコロックろう付け法にて表面に被覆されたろう材（本実施形態では、Ａ４０４５）により一体接合されている。
【００２９】
因みに、ノコロックろう付け法とは、周知のごとく、ろう材が被覆（クラッド）されたアルミニウム材に酸化皮膜を除去するフラックスを塗布した後、窒素等の不活性ガスの雰囲気中で加熱ろう付けする方法を言うものである。
【００３０】
ところで、コンデンサヘッダタンク１１３、１１４は、図４、５に示すように、コンデンサチューブ１１１（コンデンサコア１１０ａ）側のコアプレート１１３ａと、このコアプレート１１３ａとともに冷媒が流通する空間を形成するタンク本体１１３ｂとから構成されている。
【００３１】
そして、コアプレート１１３ａ及びタンク本体１１３ｂには、タンク本体１１３ｂとコアプレート１１３ａとを仮固定するための突起部１１３ｃが形成されており、この突起部１１３ｃのうちタンク本体１１３ｂの突起部１１３ｃを塑性変化させることにより両者１１３ａ、１１３ｂがカシメ仮固定される。
【００３２】
また、コンデンサヘッダタンク１１３、１１４のうち、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間の隙間δが最小となる部位（本実施形態では、カシメ用の突起部１１３ｃが設けられている部位）からずれた部位には、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４を部分的に結合して、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間の隙間δを所定寸法に保持する半円状の突起部１４１が形成された円弧状のブラケット１４０が装着されている。
【００３３】
そして、突起部１４１が設けられている部位における、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間の隙間δが１ｍｍ以上となるように、ブラケット１４０及び突起部１４１の寸法が設定されている。因みに、ブラケット１４０は、アルミニウムを芯材として表面にろう材が被覆されたクラッド材でる。
【００３４】
ところで、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４は、ノコロックろう付けにてろう付けされているが、本実施形態では、突起部１４１のうちラジエータヘッダタンク１２３、１２４と接触する部位（突起部１４１の先端側）には、ろう材の表面に形成された酸化皮膜の破壊を抑制する皮膜破壊抑制物質としてマグネシウムが添加されており、これにより、突起部１４１の先端側とラジエータヘッダタンク１２３、１２４とのろう付け性をあえて低下させている。
【００３５】
なお、ブラケット１４０には切り欠き部（係合手段）１４２が形成されており、この切欠き部１４２をコンデンサヘッダタンク１１３、１１４の突起部１１３ｃに係合させることにより、ブラケット１４０をコンデンサタンク１１３、１１４に装着（仮固定）する。
【００３６】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００３７】
発明者等が種々の試験調査を行ったところ、ノコロックろう付け法にてろう付け接合した場合には、突起部１４１が設けられている部位における、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間の隙間δを１ｍｍ以上とすれば、溶融したろう材が毛細管現象より突起部１４１を起点として突起部１４１とラジエータヘッダタンク１２３、１２４との接触部に集合するように流れることを抑制できる確認した。
【００３８】
したがって、本実施形態では、ろう付け完了後において、毛細管現象により集合したろう材によって、ラジエータヘッダタンク１２３、１２４からコンデンサヘッダタンク１１２、１１４への実質的な伝熱路面積が拡大することを防止できるので、コンデンサコア１１０の放熱能力が低下してしまうことを防止できる。
【００３９】
また、ノコロックろう付け法において、ろう材の酸化皮膜が破壊されることを防止するマグネシウムが添加されているので、突起部１４１を起点としてろう材が流れることをより確実にを防止できる。延いては、コンデンサコア１１０の放熱能力が低下してしまうことを確実に防止できる。
【００４０】
ところで、図４、５から明らかなように、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間のうちカシメ固定用の突起部１１３ｃに対応する部位が、隙間δが最小となる部位であるが、この部位においては、突起部１１３ｃが既にけられているため、新たに両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間の隙間δを所定寸法に保持するための突起部１４１を両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４のうちいずれか一方に一体形成することが難しい。
【００４１】
また、カシメ固定用の突起部１１３ｃが形成されていない部位においては、隙間δが比較的大きく、突起部１４１の突出寸法が材料の加工限界（塑性加工限界）を上回る可能性があるので、カシメ固定用の突起部１１３ｃが形成されていない部位に突出部１４１を一体形成することが困難である。
【００４２】
これに対して、本実施形態では、突起部１４１は、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４とは別部品であるブラケット１４０に形成されているので、材料の加工限界（塑性加工限界）を考慮することなく、任意の位置に突起部１４１を設けることができる。つまり、本実施形態では、図６に示すように、カシメ固定用の突起部１１３ｃに対応する部位に突起部１４１を設けることもできる。
【００４３】
（第２実施形態）
第１実施形態では、突起部１４１は、コンデンサヘッダタンク１１３、１１４と異なる別部品であるブラケット１４０に形成されていたが、本実施形態は、図７に示すように、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４の少なくとも一方側に、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４を部分的に結合（接触）して両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間の隙間δを所定寸法に保持する突起部１４１ａを一体形成したものである。
【００４４】
なお、この場合も、突起部１４１ａにおける隙間δは、１ｍｍ以上とした状態で、突起部１４１にマグネシウムを添加している。
【００４５】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、突起部１４１、１４１ａにマグネシウムを添加したが、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４のうち突起部１４１、１４１ａが接触する部位にマグネシウムを添加してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器を空気流れ上流側から見た斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器を空気流れ下流側から見た斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器の両ヘッダタンクにおけるの断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器の両ヘッダタンクにおけるブラケットを外した状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器の変形例を示す両ヘッダタンクにおけるの断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る複式熱交換器の両ヘッダタンクにおけるの模式図である。
【符号の説明】
１１０…コンデンサコア（第１コア）、
１１１…コンデンサチューブ（第１チューブ）
１１２…コンデンサフィン（第１フィン）、
１１３、１１４…コンデンサヘッダタンク（第１ヘッダタンク）、
１２０…ラジエータコア（第２コア）、
１２１…ラジエータチューブ（第１チューブ）
１２２…ラジエータフィン（第２フィン）、
１２３、１２４…ラジエータヘッダタンク（第２ヘッダタンク）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の熱交換コアを有する複式熱交換器に関するもので、車両用冷凍サイクルのコンデンサコアと車両用ラジエータとが一体となった複式熱交換器に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
複式熱交換器として、例えば特開平１０−１０３８９３号公報に記載の発明では、ろう付け時に、ラジエータヘッダタンクが自重によりコンデンサヘッダタンク側に傾いて、両タンクが接触して（ろう付けされて）しまうことを防止すべく、ラジエータヘッダタンクにコンデンサヘッダタンクと部分的に接触する突起部を形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の発明では、突起部によりラジエータヘッダタンクが自重によりコンデンサヘッダタンク側に傾くことを防止できるものの、ろう付け時に、溶融したろう材が毛細管現象より突起部を起点として突起部とコンデンサタンクとの接触部に集合するように流れるため、ろう付け完了後においては、毛細管現象により集合したろう材により、見かけ上の突起部の大きさが増大する。
【０００４】
このため、ラジエータヘッダタンクからコンデンサヘッダタンクへの実質的な伝熱路面積が拡大することとなるので、コンデンサコア（冷媒）にラジエータコア（冷却水）の熱が伝熱し、コンデンサコアの放熱能力が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、複数個の熱交換コアを有する複式熱交換器において、熱交換コア間の伝熱による放熱能力の低下を防止すること目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうち少なくとも一方側には、他方側のヘッダタンクに向けて突出してその先端が他方側のヘッダタンクに部分的に接触した状態でノコロックろう付けされた突起部（１４１、１４１ａ）が設けられており、さらに、突起部（１４１、１４１ａ）が設けられている部位における、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）間の隙間（δ）は１ｍｍ以上であることを特徴とする。
【０００７】
これにより、溶融したろう材が毛細管現象より突起部（１４１、１４１ａ）を起点として突起部（１４１、１４１ａ）と他方側のヘッダタンクとの接触部に集合するように流れることを抑制できる。
【０００８】
したがって、本発明では、ろう付け完了後において、毛細管現象により集合したろう材によって、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）間の実質的な伝熱路面積が拡大することを防止できるので、両コア（１１０、１２０）間の伝熱による放熱能力の低下を防止できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、突起部（１４１、１４１ａ）のうち他方側のヘッダタンクと接触する部位、及び他方側のヘッダタンクのち突起部（１４１、１４１ａ）が接触する部位の少なくとも一方には、ろう材の表面に形成された酸化皮膜の破壊を抑制する皮膜破壊抑制物質が添加されていることを特徴とする。
【００１０】
これにより、突起部（１４１、１４１ａ）を起点としてろう材が流れることをより確実にを防止できるので、両コア（１１０、１２０）間の伝熱による放熱能力の低下をより一層防止できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１１１）を有し、第１流体と空気との間で熱交換を行う第１コア（１１０ａ）と、第２流体が流通する複数本の第２チューブ（１２１）を有するとともに、第１コア（１１０ａ）に対して空気の流通方向に直列に配設されて、第２流体と空気との間で熱交換を行う第２コア（１２０ａ）と、複数本の第１チューブ（１１１）の両端にろう付け接合され、複数本の第１チューブ（１１１）と連通する第１ヘッダタンク（１１３、１１４）と、複数本の第２チューブ（１２１）の両端にろう付け接合され、複数本の第２チューブ（１２１）と連通する第２ヘッダタンク（１２３、１２４）とを備え、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうち少なくとも一方側には、他方側のヘッダタンクに向けて突出してその先端が他方側のヘッダタンクに部分的に接触した状態でノコロックろう付けされた突起部（１４１、１４１ａ）が設けられており、さらに、突起部（１４１、１４１ａ）のうち他方側のヘッダタンクと接触する部位、及び他方側のヘッダタンクのち突起部（１４１、１４１ａ）が接触する部位の少なくとも一方には、マグネシウムが添加されていることを特徴とする。
【００１２】
これにより、突起部（１４１、１４１ａ）を起点としてろう材が流れることをより確実にを防止できるので、ろう付け完了後において、毛細管現象により集合したろう材によって、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）間の実質的な伝熱路面積が拡大することを防止でき、両コア（１１０、１２０）間の伝熱による放熱能力の低下を防止できる。
【００１３】
なお、突起部（１４０）は、請求項４に記載の発明のごとく、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうちいずれか一方に装着された、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）と異なる別部品にて構成してもよい。
【００１４】
また、突起部（１４０）に、請求項５に記載の発明のごとく、突起部（１４１、１４１ａ）を両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうちいずれか一方に装着するための係合手段（１４２）を設けてもよい。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１１１）を有し、第１流体と空気との間で熱交換を行う第１コア（１１０ａ）と、第２流体が流通する複数本の第２チューブ（１２１）を有するとともに、第１コア（１１０ａ）に対して空気の流通方向に直列に配設されて、第２流体と空気との間で熱交換を行う第２コア（１２０ａ）と、複数本の第１チューブ（１１１）の両端にろう付け接合され、複数本の第１チューブ（１１１）と連通する第１ヘッダタンク（１１３、１１４）と、複数本の第２チューブ（１２１）の両端にろう付け接合され、複数本の第２チューブ（１２１）と連通する第２ヘッダタンク（１２３、１２４）とを備え、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうち少なくとも一方側には、他方側のヘッダタンクに向けて突出する突起部（１４１、１４１ａ）が設けられており、さらに、突起部（１４１、１４１ａ）が設けられている部位における、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）間の隙間（δ）は１ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１６】
これにより、例えばノコロックろう付け時に両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうち少なくとも一方が他方側に傾いて、突起部（１４１、１４１ａ）が他方側のヘッダタンクに接触しても、請求項１に記載の発明と同様に、溶融したろう材が毛細管現象より突起部（１４１、１４１ａ）を起点として突起部（１４１、１４１ａ）と他方側のヘッダタンクとの接触部に集合するように流れることを抑制できる。
【００１７】
したがって、本発明では、ろう付け完了後において、毛細管現象により集合したろう材によって、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）間の実質的な伝熱路面積が拡大することを防止できるので、両コア（１１０、１２０）間の伝熱による放熱能力の低下を防止できる。
【００１８】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る複式熱交換器を車両用冷凍サイクル（空調装置）のコンデンサ（放熱器、凝縮器）と水冷エンジン（液冷式内燃機関）の冷却水（冷却液）を冷却するラジエータとが一体となったものに適用したものである。
【００２０】
そして、図１は本実施形態に係る複式熱交換器１００を空気流れ上流側から見た斜視図であり、図３は、水冷エンジン側（空気流れ下流側）から見た斜視図である。
【００２１】
図１中、１１０は冷凍サイクル内を循環する冷媒と空気とを熱交換させて冷媒を冷却するコンデンサであり、このコンデンサ１１０は、冷媒（第１流体）が流通する複数本のアルミニウム（本実施形態では、Ａ３００３）製のコンデンサチューブ（第１チューブ）１１１と各コンデンサチューブ１１１間に配設されて冷媒と空気との熱交換を促進するアルミニウム（本実施形態では、Ａ３００３）製のコンデンサフィン（第１フィン）１１２とからなるコンデンサコア（第１コア）１１０ａ、及びコンデンサチューブ１１１の長手方向両端側に配設されて各コンデンサチューブ１１１と連通するアルミニウム（本実施形態では、Ａ３００３）製のヘッダタンク（第１ヘッダタンク）１１３、１１４等から構成されている。
【００２２】
因みに、紙面右側のヘッダタンク１１３は、各コンデンサチューブ１１１に冷媒を分配供給するものであり、紙面左側のヘッダタンク１１４は、各コンデンサチューブ１１１にて熱交換を終えた冷媒を集合回収するものである。
【００２３】
なお、コンデンサチューブ１１１は、図３に示すように、内部に多数本の冷媒通路１１１ａが形成された多穴構造であり、押し出し加工又は引き抜き加工にて扁平状に形成されている。また、コンデンサフィン１１２は、後述するラジエータフィン１２２と一体化されており、その詳細は後述する。
【００２４】
一方、図２中、１２０は水冷エンジンから冷却水と空気とを熱交換して冷却水を冷却するラジエータであり、このラジエータ１２０は、冷却水（第２流体）が流通する複数本のアルミニウム（本実施形態では、Ａ３００３）製のラジエータチューブ（第２チューブ）１２１と各ラジエータチューブ１２１間に配設されて冷媒と空気との熱交換を促進するアルミニウム（本実施形態では、Ａ３００３）製のラジエータフィン（第２フィン）１２２とからなるラジエータコア（第２コア）１２０ａ、及びラジエータチューブ１２１の長手方向両端側に配設されて各ラジエータチューブ１２１と連通するアルミニウム（本実施形態では、Ａ３００３）製のヘッダタンク（第２ヘッダタンク）１２３、１２４等から構成されている。
【００２５】
なお、紙面左側のヘッダタンク１２３は、各ラジエータチューブ１２１に冷却水を分配供給するものであり、紙面右側のヘッダタンク１２４は、各ラジエータチューブ１２１にて熱交換を終えた冷却水を集合回収するものである。
【００２６】
また、ラジエータチューブ１２１は、図３に示すように、単純な扁平形状であり、その短径寸法（厚み寸法）ｈ２は、コンデンサチューブ１１１の短径寸法（厚み寸法）ｈ１より大きくなっている。そして、本実施形態では、両チューブ１１１、１２１の長径寸法（幅寸法）Ｗ１、Ｗ２は略等しく、かつ、その長径方向は、空気流れに沿った方向である。
【００２７】
因みに、コンデンサチューブ１１１では冷媒が気相冷媒から液相冷媒に相変化しながら流通するのに対して、ラジエータチューブ１２１では冷却水が相変化せずに流通するので、一般的にラジエータチューブ１２１の通路断面積をコンデンサチューブ１１１の通路断面積より大きくすることが望ましい。
【００２８】
また、１３０はコンデンサコア１１０ａ及びラジエータコア１２０ａの端部にて両フィン１１２、１２２と接触した状態で配設されているとともに、両者１１０ａ、１２０ａの補強部材をなすサイドプレートであり、両チューブ１１１、１２１、両フィン１１２、１２２、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４及びサイドプレート１３０は、ノコロックろう付け法にて表面に被覆されたろう材（本実施形態では、Ａ４０４５）により一体接合されている。
【００２９】
因みに、ノコロックろう付け法とは、周知のごとく、ろう材が被覆（クラッド）されたアルミニウム材に酸化皮膜を除去するフラックスを塗布した後、窒素等の不活性ガスの雰囲気中で加熱ろう付けする方法を言うものである。
【００３０】
ところで、コンデンサヘッダタンク１１３、１１４は、図４、５に示すように、コンデンサチューブ１１１（コンデンサコア１１０ａ）側のコアプレート１１３ａと、このコアプレート１１３ａとともに冷媒が流通する空間を形成するタンク本体１１３ｂとから構成されている。
【００３１】
そして、コアプレート１１３ａ及びタンク本体１１３ｂには、タンク本体１１３ｂとコアプレート１１３ａとを仮固定するための突起部１１３ｃが形成されており、この突起部１１３ｃのうちタンク本体１１３ｂの突起部１１３ｃを塑性変化させることにより両者１１３ａ、１１３ｂがカシメ仮固定される。
【００３２】
また、コンデンサヘッダタンク１１３、１１４のうち、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間の隙間δが最小となる部位（本実施形態では、カシメ用の突起部１１３ｃが設けられている部位）からずれた部位には、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４を部分的に結合して、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間の隙間δを所定寸法に保持する半円状の突起部１４１が形成された円弧状のブラケット１４０が装着されている。
【００３３】
そして、突起部１４１が設けられている部位における、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間の隙間δが１ｍｍ以上となるように、ブラケット１４０及び突起部１４１の寸法が設定されている。因みに、ブラケット１４０は、アルミニウムを芯材として表面にろう材が被覆されたクラッド材でる。
【００３４】
ところで、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４は、ノコロックろう付けにてろう付けされているが、本実施形態では、突起部１４１のうちラジエータヘッダタンク１２３、１２４と接触する部位（突起部１４１の先端側）には、ろう材の表面に形成された酸化皮膜の破壊を抑制する皮膜破壊抑制物質としてマグネシウムが添加されており、これにより、突起部１４１の先端側とラジエータヘッダタンク１２３、１２４とのろう付け性をあえて低下させている。
【００３５】
なお、ブラケット１４０には切り欠き部（係合手段）１４２が形成されており、この切欠き部１４２をコンデンサヘッダタンク１１３、１１４の突起部１１３ｃに係合させることにより、ブラケット１４０をコンデンサタンク１１３、１１４に装着（仮固定）する。
【００３６】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００３７】
発明者等が種々の試験調査を行ったところ、ノコロックろう付け法にてろう付け接合した場合には、突起部１４１が設けられている部位における、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間の隙間δを１ｍｍ以上とすれば、溶融したろう材が毛細管現象より突起部１４１を起点として突起部１４１とラジエータヘッダタンク１２３、１２４との接触部に集合するように流れることを抑制できる確認した。
【００３８】
したがって、本実施形態では、ろう付け完了後において、毛細管現象により集合したろう材によって、ラジエータヘッダタンク１２３、１２４からコンデンサヘッダタンク１１２、１１４への実質的な伝熱路面積が拡大することを防止できるので、コンデンサコア１１０の放熱能力が低下してしまうことを防止できる。
【００３９】
また、ノコロックろう付け法において、ろう材の酸化皮膜が破壊されることを防止するマグネシウムが添加されているので、突起部１４１を起点としてろう材が流れることをより確実にを防止できる。延いては、コンデンサコア１１０の放熱能力が低下してしまうことを確実に防止できる。
【００４０】
ところで、図４、５から明らかなように、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間のうちカシメ固定用の突起部１１３ｃに対応する部位が、隙間δが最小となる部位であるが、この部位においては、突起部１１３ｃが既にけられているため、新たに両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間の隙間δを所定寸法に保持するための突起部１４１を両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４のうちいずれか一方に一体形成することが難しい。
【００４１】
また、カシメ固定用の突起部１１３ｃが形成されていない部位においては、隙間δが比較的大きく、突起部１４１の突出寸法が材料の加工限界（塑性加工限界）を上回る可能性があるので、カシメ固定用の突起部１１３ｃが形成されていない部位に突出部１４１を一体形成することが困難である。
【００４２】
これに対して、本実施形態では、突起部１４１は、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４とは別部品であるブラケット１４０に形成されているので、材料の加工限界（塑性加工限界）を考慮することなく、任意の位置に突起部１４１を設けることができる。つまり、本実施形態では、図６に示すように、カシメ固定用の突起部１１３ｃに対応する部位に突起部１４１を設けることもできる。
【００４３】
（第２実施形態）
第１実施形態では、突起部１４１は、コンデンサヘッダタンク１１３、１１４と異なる別部品であるブラケット１４０に形成されていたが、本実施形態は、図７に示すように、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４の少なくとも一方側に、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４を部分的に結合（接触）して両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間の隙間δを所定寸法に保持する突起部１４１ａを一体形成したものである。
【００４４】
なお、この場合も、突起部１４１ａにおける隙間δは、１ｍｍ以上とした状態で、突起部１４１にマグネシウムを添加している。
【００４５】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、突起部１４１、１４１ａにマグネシウムを添加したが、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４のうち突起部１４１、１４１ａが接触する部位にマグネシウムを添加してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器を空気流れ上流側から見た斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器を空気流れ下流側から見た斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器の両ヘッダタンクにおけるの断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器の両ヘッダタンクにおけるブラケットを外した状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器の変形例を示す両ヘッダタンクにおけるの断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る複式熱交換器の両ヘッダタンクにおけるの模式図である。
【符号の説明】
１１０…コンデンサコア（第１コア）、
１１１…コンデンサチューブ（第１チューブ）
１１２…コンデンサフィン（第１フィン）、
１１３、１１４…コンデンサヘッダタンク（第１ヘッダタンク）、
１２０…ラジエータコア（第２コア）、
１２１…ラジエータチューブ（第１チューブ）
１２２…ラジエータフィン（第２フィン）、
１２３、１２４…ラジエータヘッダタンク（第２ヘッダタンク）。
Claims (6)
- 第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１１１）を有し、前記第１流体と空気との間で熱交換を行う第１コア（１１０ａ）と、
第２流体が流通する複数本の第２チューブ（１２１）を有するとともに、前記第１コア（１１０ａ）に対して空気の流通方向に直列に配設されて、前記第２流体と空気との間で熱交換を行う第２コア（１２０ａ）と、
前記複数本の第１チューブ（１１１）の両端にろう付け接合され、前記複数本の第１チューブ（１１１）と連通する第１ヘッダタンク（１１３、１１４）と、前記複数本の第２チューブ（１２１）の両端にろう付け接合され、前記複数本の第２チューブ（１２１）と連通する第２ヘッダタンク（１２３、１２４）とを備え、
前記両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうち少なくとも一方側には、他方側のヘッダタンクに向けて突出してその先端が前記他方側のヘッダタンクに部分的に接触した状態でノコロックろう付けされた突起部（１４１、１４１ａ）が設けられており、
さらに、前記突起部（１４１、１４１ａ）が設けられている部位における、前記両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）間の隙間（δ）は１ｍｍ以上であることを特徴とする複式熱交換器。 - 前記突起部（１４１、１４１ａ）のうち前記他方側のヘッダタンクと接触する部位、及び前記他方側のヘッダタンクのち前記突起部（１４１、１４１ａ）が接触する部位の少なくとも一方には、ろう材の表面に形成された酸化皮膜の破壊を抑制する皮膜破壊抑制物質が添加されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の複式熱交換器。
- 第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１１１）を有し、前記第１流体と空気との間で熱交換を行う第１コア（１１０ａ）と、
第２流体が流通する複数本の第２チューブ（１２１）を有するとともに、前記第１コア（１１０ａ）に対して空気の流通方向に直列に配設されて、前記第２流体と空気との間で熱交換を行う第２コア（１２０ａ）と、
前記複数本の第１チューブ（１１１）の両端にろう付け接合され、前記複数本の第１チューブ（１１１）と連通する第１ヘッダタンク（１１３、１１４）と、
前記複数本の第２チューブ（１２１）の両端にろう付け接合され、前記複数本の第２チューブ（１２１）と連通する第２ヘッダタンク（１２３、１２４）とを備え、
前記両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうち少なくとも一方側には、他方側のヘッダタンクに向けて突出してその先端が前記他方側のヘッダタンクに部分的に接触した状態でノコロックろう付けされた突起部（１４１、１４１ａ）が設けられており、
さらに、前記突起部（１４１、１４１ａ）のうち前記他方側のヘッダタンクと接触する部位、及び前記他方側のヘッダタンクのち前記突起部（１４１、１４１ａ）が接触する部位の少なくとも一方には、マグネシウムが添加されていることを特徴とする複式熱交換器。 - 前記突起部（１４０）は、前記両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうちいずれか一方に装着された、前記両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）と異なる別部品にて構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の複式熱交換器。
- 前記突起部（１４０）には、前記突起部（１４１、１４１ａ）を前記両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうちいずれか一方に装着するための係合手段（１４２）が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の複式熱交換器。
- 第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１１１）を有し、前記第１流体と空気との間で熱交換を行う第１コア（１１０ａ）と、
第２流体が流通する複数本の第２チューブ（１２１）を有するとともに、前記第１コア（１１０ａ）に対して空気の流通方向に直列に配設されて、前記第２流体と空気との間で熱交換を行う第２コア（１２０ａ）と、
前記複数本の第１チューブ（１１１）の両端にろう付け接合され、前記複数本の第１チューブ（１１１）と連通する第１ヘッダタンク（１１３、１１４）と、
前記複数本の第２チューブ（１２１）の両端にろう付け接合され、前記複数本の第２チューブ（１２１）と連通する第２ヘッダタンク（１２３、１２４）とを備え、
前記両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）のうち少なくとも一方側には、他方側のヘッダタンクに向けて突出する突起部（１４１、１４１ａ）が設けられており、
さらに、前記突起部（１４１、１４１ａ）が設けられている部位における、前記両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）間の隙間（δ）は１ｍｍ以上であることを特徴とする複式熱交換器。
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