JPH0486483A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、熱交換器、特にカークーラー用凝縮器とし
て好適に使用されるマルチフロー型の熱交換器に関する
。

従来の技術 例えばカークーラー用の凝縮器として使用される熱交換
器としてはハーモニカチューブと称されるような多孔押
出偏平チューブを蛇行状に曲げ、その平行状部間にフィ
ンを配置してコア部を構成したサーペンタイン型と称さ
れる形式のものに代えて、いわゆるマルチフロー型の熱
交換器の使用が提案され実用化されるに至っている。こ
のマルチフロー型の熱交換器は、左右一対のパイプ製ヘ
ッダー間に多数本の偏平チューブを連通接続し、隣接す
るチューブ間にフィンを配置し、かつヘッダー内を長さ
方向の適宜位置において仕切部材で仕切ることにより、
方のヘッダーの上端の冷媒入口から他方のヘッダーの下
端の冷媒出口にかけて蛇行状の冷媒回路を形成したもの
である。

ところで、自動車においては、昨今の居住空間の拡大に
伴うエンジンルームの縮小化傾向により、エンジンルー
ム内における熱交換器の配置に関しても、他の装置等と
の関係で無駄なスペースをなくし、効率良くこれを配備
することが要請されている。そこで、エンジンルーム内
に熱交換器の配置を妨げる障害物等が有る場合、無駄な
スペースの発生を阻止しつつ障害物を避けて熱交換器を
配置する方策として、コア部を相互間にフィンが介在配
置された長さの異なる複数のチューブ群で構成し、それ
らの一端を揃えた状態で共通の一本の長尺ヘッダーに連
通接続する一方、他端を、各チューブ群毎にそれぞれ別
々の短尺ヘッダーに連通接続し、チューブの長さ方向の
一端側にヘッダ一部分の退入した凹部を形成することが
提案されている（例えば実開昭６３−７４９８９号公報
参照）。

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では次のような欠
点があった。即ち、各チューブ群の一端側は共通の一本
の長尺ヘッダーに連結されて十分な強度を有するものと
なされているのに対し、他端側はそれぞれ分離した短尺
ヘッダーに連結され、隣接するチューブ群は相互間に介
在されたフィンで連結されているに過ぎず強度的に不十
分なものであった。

この発明は、上述の問題点を解消すべくなされたもので
あって、障害物の存在に対して無駄なスペースを生ずる
ことなくこれを回避して配置し得るようにコア部のいず
れか一端側にヘッダ一部分の退入した凹部の形成された
熱交換器でありながら、十分な強度を有するものを提供
することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 而して、この発明は、偏平チューブとフィンとが交互配
置に積層された、長さの異なる複数のチューブ群を有し
、各チューブの一端が共通の一本の長尺ヘッダーに連通
接続される一方、同他端が、各チューブ群毎にそれぞれ
別々の短尺ヘッダーに連通接続され、もってチューブの
長さ方向のいずれか一端側にヘッダーの退入した凹部が
形成された熱交換器において、短尺ヘッダーの端部か、
隣接するチューブ群の最外側のチューブに当接されてな
ることを特徴とする熱交換器を要旨とするものである。

強度を更に向上させる目的で、短尺ヘッダーの端部を、
これが隣接するチューブ群の最外側のチューブに当接さ
せた状態で接合一体化することが好ましい。

実施例 以下、この発明をカーエアコン用の凝縮器に適用した実
施例に基づいて説明する。

第１図ないし第５図に示す実施例において、（１）は水
平状態で上下方向に配置された複数本の偏平チューブ、
（２）はその隣接するチューブ（１）（１）間に介在さ
れたコルゲートフィンである。

チューブ（１）はアルミニウム材による偏平押出型材か
らなるものである。このチューブ（１）は耐圧力を向上
させる等の目的でいわゆるハモニカチューブと称される
ような多孔型のものを用いることが望ましい。もっとも
チューブ（１）厚さをより一層薄くして熱交換性能の向
上を図るために押出型材に代えて電縫管等を用いても良
い。電縫管を用いる場合には、管内に別途、幅方向に波
形に成形したインナーフィン材を挿入し、管壁内面にろ
う付接合することにより該フィン材を補強部材として機
能させ、所要の耐圧力を得るものとすることか望ましい
。

チューブ（１）は長さの異なる２種類のものを含み、短
尺のチューブ（１）は上部に集められて短尺チューブ群
（１ａ）を形成し、長尺のチューブ（１）はその下部に
集められて長尺チューブ群（１ｂ）を形成している。そ
して各チューブ（１）は、その左端が同一垂直位置に揃
えられた状態で配置されている。

前記コルゲートフィン（２）はチューブ（１）の長さ方
向に対応して長短２種類の長さのものか含まれている。

即ち短尺チューブ群（１ａ）における各チューブ間には
短尺のフィン（２）か介在され、長尺チューブ群（１ｂ
）における各チューブ間には長尺のフィン（２）が介在
されている。短尺チューブ群（ｌａ）と長尺チューブ群
（ｌｂ）との間には、短尺のフィン（２）が介在されて
いる。これらのコルゲートフィン（２）はいずれもチュ
ーブ（１）と略同じ幅を有し、チューブ（１）の表面あ
るいはフィン（２）の表面に被覆形成されたろう材をも
ってろう付されることによりチューブ（１）に接合一体
化されている。コルゲートフィン（２）もアルミニウム
製であり、望ましくはルーバーを切り起こしたものを用
いるのが良い。なお、コルゲートフィンに代えて、−側
縁にチューブ嵌合用切欠部を有する板状フィンを用い、
これらをヘッダーと平行状に所定間隔ごとに配設するよ
うにしても良い。

（３）（４）は左右のヘッダーである。左ヘッダー（３
）は−本の長尺ものによって構成される一方、右ヘッダ
ー（４）は上下２本の短尺ヘッダー（４ａ）　　（４ｂ
）からなる。これらのヘッダー（３）（４）は断面円形
のアルミニウム製中空押出型材をもって耐圧強度の高い
ものに形成されている。なお、ががる押出型材に代えて
両面または片面プレージングシートを筒状に成形して突
き合わせ部を電縫溶接ないしはろう付接合した成形パイ
プを用いても良い。各ヘッダー（３）（４）には長さ方
向に沿って所定間隔ごとにチューブ挿入孔（５）が穿設
されている。

左ヘッダー（３）の挿入孔（５）には長短両チューブ群
（ｌａ）　　（ｌｂ）の各チューブ（１）の左端が、右
上の短尺ヘッダー（４ａ）の挿入孔（５）には短尺チュ
ーブ群（１ａ）の各チューブ（１）の右端が、右下の短
尺ヘッダ（４ｂ）の挿入孔（５）には長尺チューブ群（
１ｂ）の各チューブ（１）の右端かそれぞれ挿入され、
かつろう付により強固に接合連結されている。従って、
かかるヘッダーの連結状態においては、チューブ（１）
の右端において、右上の短尺ヘッダー（４ａ）か右下の
短尺ヘッダー（４ｂ）よりもチューブ（１）の長さ方向
に沿って内側に進入した状態となされており、これによ
り凝縮器の右上隅部に凹部（６）か形成されている。こ
の凹部（６）は、凝縮器の配置に際して、障害物（Ｘ）
を回避するためのものである。更に、各ヘッダー　（３
）　　（４ａ）　　（４ｂ）の上下端はそれぞれ蓋体（
７）により閉塞されている。また右上の短尺ヘッダー（
４ａ）の外側下部には右下の短尺ヘッダー（４ｂ）の外
側に沿って配設された冷媒入口バイブ（８）の一端が連
通接続される一方、右下の短尺ヘッダー（４ｂ）の内側
下部には冷媒出口バイブ（９）の一端が連通接続されて
いる。

また左ヘッダー（３）および右下の短尺ヘッダー　（４
ｂ）はその内部が仕切部材（１ｏ）により長さ方向に仕
切られており、もって冷媒入口バイブ（８）から流入し
た冷媒は、第５図に示すように、上部の短尺チューブ群
（１ａ）の各チューブ（１）を流通して左ヘッダー（３
）に至った後、反転して長尺チューブ群（１ｂ）の各チ
ューブ（１）を蛇行して冷媒出口バイブ（９）から流出
する。この間に、チューブ（１）（１）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第３図に
矢印で示す方向に流通する空気と熱交換を行い凝縮する
ものとなされている。第１図中、（１１）　　（１２）
は最外側に配置されたコルゲートフィン（２）の外側に
配置されたサイドプレートである。

短尺チューブ群（１ａ）の最下段のチューブ（１）と長
尺チューブ群（１ｂ）の最上段のチュブ（１）とは、そ
れらの間に介在されたコルゲートフィン（２）によって
連結されているか、右上の短尺ヘッダー（４ａ）と右下
の短尺ヘッダ（４ｂ）とが分離されていることより強度
的に弱いものとなっている。従って、かかる構造上の弱
点を補うために、右上の短尺ヘッダー（４ａ）の下端部
が長尺チューブ群（１ｂ）の最上段のチューブ（１）に
当接されている。強度をより一層向上させるためには、
両者を上述のように当接させた状態で接合一体化するこ
とが望ましい。

この接合は、チューブ（１）またはヘッダー（４ａ）の
蓋体（７）としてそれらのいずれかまたは両方の表面に
ろう材層を被覆形成したものを用いることによって、チ
ューブ（１）、コルゲートフィン（２）、ヘッダー（３
）（４）等の熱交換器構成部材を炉中で−括ろう付する
際に、容易かつ確実に行うことができて好都合である。

第６図は、この発明の実施例を示すものである。この実
施例ではチューブ（１゛）は、短尺チューブ群（ｌａ’
　）を中間に挾んでその上下に長尺チューブ群（ｌｂ’
　）　　（ｌｃ’　）が配置されている。そして各チュ
ーブ（１°）の左端は共通の一本のヘッダー（３′）に
連通接続される一方、各チューブ（１°）の右端が、各
チューブ群（ｌａ’　）（ｌｂ’　）　　（ｌｃ’　）
毎に分割された３本の短尺ヘッダー（４ａ’　）　　（
４ｂ’　）　　（４ｃ’　）にそれぞれ連通接続されて
いる。而して、この実施例では右中間ヘッダー（４ａ’
　）がチューブの長さ方向に沿って内側に退入された状
態となされており、これにより凝縮器の右端中間部に障
害物（Ｘ）の回避用の凹部（６°）が形成されたものと
なされている。また右中間ヘッダー（４ａ’　）の上端
に被蓋された蓋体（７′）は、上部の長尺チューブ群（
ｌｂ’　）の下端のチューブ（１′）に当接された状態
でろう付一体化され、また同ヘッダー（４ａ’　）の下
端に被蓋された蓋体（７°）は、下部の長尺チューブ群
（ｉｅ’　）の上端のチューブ（１′）に当接された状
態でろう付一体化されている。また左ヘッダー（３°）
の上下両端には、それぞれ冷媒入口管（８′）および同
出口管（９°）が取着されている。更に左ヘッダー（３
°）には、冷媒を反転流通させるための仕切部材（１０
’　）か設けられ、もってチューブ群によって構成され
る冷媒通路を冷媒が蛇行状に流通されるものとなされて
いる。

なお、以上の実施例においては、障害物回避用の四部を
いずれも１個形成した場合を示したが、障害物の存在状
況に応じて複数個の四部を形成したり、あるいは凹部を
階段状に形成したりしたものについても、この発明は適
用されるものである。

発明の効果 この発明にかかる熱交換器は、上述のとおり、長さの異
なる複数のチューブ群の一端が、共通の一本の長尺ヘッ
ダーに連通接続される一方、他端が、各チューブ群毎に
それぞれ別々の短尺ヘッダーに連通接続され、もってチ
ューブの長さ方向のいずれか一端側にヘッダーの退入し
た凹部が形成されてなるものである。従って、この凹部
の形成位置、大きさ等を障害物に応じて適宜代えること
により、障害物を避けるために熱交換器全体を縮小する
場合のような無駄なスペースの発生を防止しつつ障害物
を回避して熱交換器を配置することができる。

また短尺ヘッダーの端部が、隣接するチューブ群の最外
側のチューブに当接されてなるものであるから、短尺ヘ
ッダー側のぐらつきを防止することができて、もって熱
交換器全体としての強度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の実施例を示すもので、第１図は熱交
換器の全体正面図、第２図は同平面図、第３図は第１図
■−■線の拡大断面図、第４図はヘッダー、チューブお
よびフィンを分離状態にして示した斜視図、第５図は冷
媒の流れを示す回路図、第６図は他の実施例を示す熱交
換器の全体正面図である。 （１）　　（１’）・・・偏平チューブ、（ｌａ）　　
（ｌａ’　）・・・短尺チューブ群、（ｌｂ）　　（ｌ
ｂ’　）　　（Ｉｃ’）−・・長尺チューブ群、（３）
　　（３°）・・・長尺ヘッダ＝（４）　　（４ａ）　
　（４ｂ）　　（４ａ’　）　　（４ｂ’　）　　（４
ｃ’　）・・・短尺ヘッダー　（６）・・・凹部。 以上 黛ｊ−ノ 第２ 図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　偏平チューブとフィンとが交互配置に積層された、長
   さの異なる複数のチューブ群を有し、各チューブの一端
   が共通の一本の長尺ヘッダーに連通接続される一方、同
   他端が、各チューブ群毎にそれぞれ別々の短尺ヘッダー
   に連通接続され、もってチューブの長さ方向のいずれか
   一端側にヘッダーの退入した凹部が形成された熱交換器
   において、 短尺ヘッダーの端部が、隣接するチューブ群の最外側の
   チューブに当接されてなることを特徴とする熱交換器。