JPH06313696A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タンクの壁厚を増大させることなく、タンク
の耐圧強度を低コストで確保し得る熱交換器を提供する
ものである。 【構成】 この熱交換器では、熱交換パイプ２７ｂがタ
ンク２３に対する挿入側となる下部壁２３ｂを貫通して
上部壁２３ａに当接すると共に、ろう付け４１により上
部壁２３ａ及び下部壁２３ｂにて固定されている。又、
熱交換パイプ２７のタンク２３内における挿入部分に
は、それぞれ冷媒流通孔４５が形成されている。これに
より、タンク２３内と熱交換パイプ２７ｂとの間の冷媒
流通が円滑化され、タンク２３内の冷媒圧力に対する耐
圧強度が十分に確保される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、汎用エアコンや、自動
車等の車両に搭載される空調装置に用いられる熱交換器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空調装置に備えられる蒸発器や
凝縮器は熱交換器として機能する。こうした熱交換器に
は、箱形の上部タンクと下部タンクとが多数の熱交換パ
イプにより接続され、上部タンク内が仕切り壁により冷
媒流入側と冷媒排出側とに区画されるタイプのものがあ
る。

【０００３】この熱交換器においては、上部タンクの冷
媒流入側に流入した冷媒が熱交換パイプを通って下部タ
ンク側へ流れる。この冷媒が熱交換パイプを通る際に、
熱交換パイプの外側を流れる空気との間で熱交換パイプ
壁を介して熱交換が行われる。熱交換を行った後の冷媒
は、熱交換パイプを通って下部タンクに流入し、この下
部タンクから別の熱交換パイプを通って上部タンク側へ
流れる。このときも冷媒が熱交換パイプを流れる際に、
熱交換パイプの外側を流れる空気との間で熱交換が行わ
れる。熱交換を済ませた冷媒は、上部タンクの冷媒排出
側に流入し、更に上部タンクから外部へ排出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した蒸
発器の内部耐圧は一般的におおよそ４０Ｋｇ／ｃｍ² と
なっているが、例えば図５に示すように、タンク１１及
び熱交換パイプ１３がアルミニウムやアルミニウム合金
等の材質で形成されていると、タンク１１が内部圧力に
よって点線に示す如く変形する。

【０００５】ここで、仮にタンク１１の壁圧が２ｍｍ程
度であると、内部圧力が約１０Ｋｇ／ｃｍ² でタンク１
１が変形したり、破壊されてしまうことになる。そこ
で、このような破壊を防止するために、通常はタンク１
１の壁圧を大幅に厚くしたり、複雑な形状にする等して
耐圧強度を確保している。

【０００６】しかしながら、タンク１１の壁圧を厚くす
ると熱交換器全体の重量が増大すると共に、材料費が増
大してしまう。又、形状が複雑になると型費が増大す
る。

【０００７】一方、タンク１１内に仕切り壁等を設け、
タンク１１の壁を相互に接続して機械的強度を強化させ
ることにより、耐圧強度を確保する対策も提案されてい
るが、この場合にも仕切り壁を設けることによる型費の
増大の問題がある他、部品点数が増加すると共に、熱交
換器全体の重量も大きくなってしまう等、様々な難点が
ある。

【０００８】本発明は、かかる問題点を解決すべくなさ
れたもので、その技術的課題は、タンクの壁圧を厚くし
たり、仕切り壁を設けたりすること無く、簡単な構成で
低コストに耐圧強度を確保し得る熱交換器を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上部タ
ンクと下部タンクとを熱交換パイプで接続して成る熱交
換器において、熱交換パイプは、各タンクのうち少なく
とも一方の挿入側となる側壁を貫通して該タンクの奥側
壁に当接されると共に、該側壁及び該奥側壁にてろう付
け固定され、且つ該タンク内に対する挿入部分には冷媒
流通孔が設けられて成る熱交換器が得られる。

【００１０】又、本発明によれば、上記熱交換器におい
て、冷媒流通孔は、熱交換パイプの奥側壁に対する当接
部分近傍に設けられれた熱交換器や、或いはタンクの奥
側壁には嵌合凹部が形成され、熱交換パイプの端部は、
該嵌合凹部にて嵌合ろう付け固定された熱交換器が得ら
れる。

【００１１】

【作用】本発明の熱交換器においては、熱交換パイプの
タンクに対する挿入部分に冷媒流通孔が設けられてい
る。この熱交換パイプは、タンクの挿入側となる側壁を
貫通してその奥側壁に当接され、側壁及び奥側壁の双方
にてろう付け固定される。即ち、この熱交換パイプはタ
ンクの側壁及び奥側壁の双方で固定されため、タンク内
の冷媒圧力が高くなっても耐圧強度が確保される。又、
熱交換パイプの挿入部分に冷媒流通孔を設けているの
で、タンク内と熱交換パイプとの間の冷媒流通は円滑化
される。

【００１２】

【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明の熱交換器につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施例に係る熱交換器
２１の基本構成を斜視図により示したものである。この
熱交換器２１は、上部タンク２３及び下部タンク２５を
有し、各タンク２３，２５が複数の熱交換パイプ２７に
より相互に接続された構成になっている。上部タンク２
３は、仕切り壁２９により冷媒流入側チャンバ３１と冷
媒流出側チャンバ３３とに区画されている。冷媒流入側
チャンバ３１には冷媒流入用パイプ３５が接続され、冷
媒流出側チャンバ３３には冷媒排出用パイプ３７が接続
されている。

【００１４】各熱交換パイプ２７は、上部タンク２３の
冷媒流入側チャンバ３１に接続された熱交換パイプ２７
ａと、冷媒流出側チャンバ３３に接続された熱交換パイ
プ２７ｂとに区分される。これらの熱交換パイプ２７
ａ，２７ｂは下部タンク２５内に形成された下部タンク
チャンバ３９に接続されている。

【００１５】因みに、上部タンク２３，下部タンク２
５，及び熱交換パイプ２７は、何れもアルミニウムやア
ルミウム合金等の材質で形成されている。

【００１６】このうち、上部タンク２３は図２に示すよ
うに、熱交換パイプ２７ｂの挿入時に奥側壁となる上部
壁２３ａ，挿入側となる下部壁２３ｂ，及びこれらの間
に位置する側壁２３ｃから構成される。熱交換パイプ２
７ｂは、下部壁２３ｂを貫通して上部壁２３ａの内壁に
当接され、上部壁２３ａ及び下部壁２３ｂの双方にてろ
う付け４１により固定されている。

【００１７】一方、各熱交換パイプ２７ｂの上部タンク
２３内に対する挿入部分となるパイプ壁４３には、それ
ぞれ冷媒流出側チャンバ３３と熱交換パイプ２７ｂ内と
の間の冷媒の流通を確保するための冷媒流通孔４５が熱
交換パイプの上部壁２３ａに対する当接部分の近傍に設
けられている。

【００１８】尚、ここでは図２を参照して熱交換パイプ
２７ｂと冷媒流出側チャンバ３３側の上部タンク２３と
の間の接続構造についてのみ示したが、熱交換パイプ２
７ａと冷媒流入側チャンバ３１側の上部タンク２３との
接続構造や、熱交換パイプ２７ａ，２７ｂと下部タンク
２５との間の接続構造も同様に構成されるので、これら
の部分の接続構造の説明は省略する。

【００１９】図３は、本発明の他の実施例に係る熱交換
器の要部を示したものである。但し、ここでも熱交換パ
イプ２７ｂと冷媒流出側チャンバ３３側の上部タンク２
３との間の接続構造のみを説明する。この実施例では、
上部壁２３ａに複数の嵌合凹部４９が形成され、それぞ
れ各熱交換パイプ２７ｂの端部が各嵌合凹部４９に嵌合
された後、ろう付け４１により固定された点以外は先の
実施例のものと同様に構成されている。この場合、上部
壁２３ａ及び下部壁２３ｂの双方によるろう付け固定に
加え、更に各熱交換パイプ２７ｂの端部が嵌合ろう付け
固定となるため、一層機械的強度が強度される。又、こ
の実施例でも他の部分の接続構造が上述の如く同様に構
成されるので、説明を省略する。

【００２０】ところで、図４（ａ）〜（ｄ）は、それぞ
れ異なる熱交換パイプ２７の端部の形状を示したもので
ある。このうち、図４（ａ）は熱交換パイプ２７の端面
より延在する両側面に長穴状の冷媒流通孔４５が設けら
れた場合を示し、図４（ｂ）は熱交換パイプ２７は熱交
換パイプ２７の端面から少し離れた位置に長穴状の冷媒
流通孔４５が設けられた場合を示している。

【００２１】又、図４（ｃ）は、熱交換パイプ２７の端
部が先細り状のテーパー形状に形成され、且つ先端方向
へ向かって狭くなるような長穴状の冷媒流通孔４５が設
けられた場合を示し、図４（ｄ）は熱交換パイプ２７の
端部の一方が斜めに切り取られ、一部端面を欠いた形状
の冷媒流通孔４５が設けられた場合を示している。

【００２２】このように、熱交換パイプ２７の端部及び
冷媒流通孔４５の形状は、タンク２３，２５の内壁面の
形状によって適当なものを選択できるように、多種多様
とすることができる。

【００２３】ところで、このような熱交換器に係る熱交
換動作を図１を参照して説明すると、冷媒流入用パイプ
３５から冷媒流入側チャンバ３１内に流入した冷媒は、
冷媒流通孔４５を通って熱交換パイプ２７ａ内に流入
し、熱交換パイプ２７ａ内を下部タンク２５側へ流れ
る。熱交換パイプ２７の外側には、矢印５１方向（図１
に示す）に空気が流れており、熱交換パイプ２７ａ内を
流れる冷媒は、熱交換パイプ２７ａの壁を介して空気と
の間で熱交換を行う。熱交換を行った冷媒は下部タンク
チャンバ３９に流入する。又、下部タンクチャンバ３９
に流入した冷媒は、熱交換パイプ２７ｂを通って再び上
部タンク２３側へ流れる。熱交換パイプ２７ｂ内を流れ
る冷媒は、外部の空気との間で再度熱交換を行い、その
後に冷媒流出側チャンバ３３に流入する。冷媒流出側チ
ャンバ３３内の冷媒は、冷媒排出用パイプ３７を通って
熱交換器２１外へ排出される。

【００２４】このように、各実施例に係る熱交換器は、
何れも熱交換パイプ２７がタンク２３，２５における下
部壁２３ｂを貫通して延びると共に、その端部が上部壁
２３ａに当接し、上部壁２３ａ及び下部壁２３ｂにてろ
う付け４１により固定されるため、下部壁２３ｂと上部
壁２３ａとが熱交換パイプ２７を介して相互に連結固定
された構成となる。従って、タンク２３，２５の壁厚を
増大させることなく、従来通りに冷媒の流通を行い得る
上、タンク２３，２５内の冷媒の圧力に対する耐圧強度
を低コストで確保することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の熱交換
器によれば、熱交換パイプがタンクの挿入側となる側壁
を貫通して奥側壁に当接し、側壁及び奥側壁にてそれぞ
れろう付け固定されると共に、タンク内に対する挿入部
分に冷媒流通孔が形成されているので、タンクの壁厚を
増大させることなく、タンク内と熱交換パイプとの間の
冷媒流通を円滑化させた上で、タンク内の冷媒圧力に対
する耐圧強度を低コストで十分に確保することができる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る熱交換器を示す斜視図
である。

【図２】図１に示す熱交換器における熱交換パイプ及び
タンクにおける接続構造を示す断面図である。

【図３】本発明の他の実施例における熱交換パイプとタ
ンクとの接続構造を示す断面図である。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ異なる熱交換パイ
プの端部の形状を示した斜視図である。

【図５】従来の熱交換器の熱交換パイプ及びタンクにお
ける接続構造を示した断面図である。

【符号の説明】 ２１ 熱交換器 ２３ 上部タンク ２５ 下部タンク ２７ 熱交換パイプ ２９ 仕切り壁 ３１ 冷媒流入側チャンバ ３３ 冷媒流出側チャンバ ３５ 冷媒流入用パイプ ３７ 冷媒排出用パイプ ３９ 下部タンクチャンバ ４１ ろう付け ４５ 冷媒流通孔 ４９ 嵌合凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部タンクと下部タンクとを熱交換パイ
   プで接続して成る熱交換器において、前記熱交換パイプ
   は、前記各タンクのうち少なくとも一方の挿入側となる
   側壁を貫通して該タンクの奥側壁に当接されると共に、
   該側壁及び該奥側壁にてろう付け固定され、且つ該タン
   ク内に対する挿入部分には冷媒流通孔が設けられて成る
   ことを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱交換器において、前記
   冷媒流通孔は、前記熱交換パイプの前記奥側壁に対する
   当接部分の近傍に設けられたことを特徴とする熱交換
   器。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の熱交換器におい
   て、前記タンクの奥側壁には嵌合凹部が形成され、前記
   熱交換パイプの端部は、該嵌合凹部にて嵌合ろう付け固
   定されたことを特徴とする熱交換器。