JPH081419Y2

JPH081419Y2 - 積層型熱交換器

Info

Publication number: JPH081419Y2
Application number: JP2261390U
Authority: JP
Inventors: 浩二本間; 力濱野
Original assignee: カルソニック株式会社
Priority date: 1990-03-08
Filing date: 1990-03-08
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2005-03-08
Also published as: JPH03115365U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案に係る積層型熱交換器は、例えば自動車用空
気調和装置に組み込んで、空気を冷却するエバポレータ
として利用するものである。

（従来の技術）空気調和装置には、内部で冷媒を蒸発させ、外部を流
通する空気を冷却するエバポレータが組み込まれてい
る。

この様な、空気調和装置に組み込まれて、エバポレー
タとして使用される熱交換器として従来から、例えば特
開昭62−798号公報に記載されている様な、複数枚の金
属板を互いに積層して成る、所謂積層型熱交換器が知ら
れている。

この積層型熱交換器は、第２図に示す様に、それぞれ
が２枚の金属板１、１を最中状に組み合わせて成るユニ
ット２、２を複数個、互いに積層する事で構成されてい
る。

各金属板１、１には、第３〜４図に示す様に、各金属
板１、１の全周を囲む平坦部３と、この平坦部３の内側
にＵ字形に形成された浅い第一凹部４と、この第一凹部
４の両端に形成された深い第二、第三凹部５、６と、第
二、第三凹部５、６の中央部に形成された通孔７、８と
を形成している。又、第一凹部４の内側には複数の突条
９、９を設けて、この第一凹部４の内側に於ける冷媒の
流れを乱す様にしている。

積層型熱交換器を構成する複数のユニット２、２は、
それぞれ上述の様な形状を有する金属板１を２枚、各金
属板の平坦部３、３同士を突き合わせ、最中状に組み合
わせる事で構成されており、第一凹部４、４により囲ま
れるＵ字形の部分を、冷媒を流す扁平管部12とし、第
二、第三凹部５、６により囲まれる部分を、入口側タン
ク、或は出口側タンクの一部として機能させる様にして
いる。

上述の様なユニット２、２は、第２図に示す様に複数
個、各ユニット２、２を構成する金属板１、１の第二、
第三凹部５、６の外面同士を突き合わせる事で積層し、
第二、第三凹部５、６により構成される１対の空間の内
の一方の空間に入口管10を、他方の空間に出口管11を、
それぞれ接続している。

この様に複数のユニット２、２を積層した状態で、燐
り合うユニット２、２の扁平管部12、12の間には、コル
ゲート型のフィン13、13を挾持し、隣り合う扁平管部1
2、12の間を流れる空気等の流体と、各扁平管部12、12
の内側を流れる冷媒等の流体との間の熱交換が良好に行
なわれる様にしている。

積層型熱交換器は、上述の様に構成される為、例えば
エバポレータとして使用する場合、入口管10から、入口
側タンクとして機能する一方の空間に液状の冷媒を送り
込むと、この冷媒は、複数のユニット２、２の扁平管部
12、12を流れる間に、扁平管部12、12の外に設けたフィ
ン13、13の間を流通する空気との間で熱交換を行なう事
により蒸発してから、出口側タンクとして機能する他方
の空間に送られ、出口管11を通じて排出される。

ところで、上述の様に構成され作用する積層型熱交換
器の製造を容易にする為、２枚の金属板を重ね合わせて
成るユニットとタンクとを別体とする事が、特開昭61−
27496号公報に開示されている。

即ち、第２〜４図に示した従来構造の場合、各ユニッ
ト２、２の端部にタンクを一体に形成する為、各ユニッ
ト２、２を構成する金属板１、１の端部に深い第二、第
三凹部５、６を形成しているが、これら第二、第三凹部
５、６は、浅い第一凹部４と同時に形成する必要がある
為、プレス作業の際に大きな力が必要となり、金属板１
をプレス成形する為のプレス設備が大型化して、設備費
が嵩む事が避けられない。

この様な問題を解決する為、特開昭61−27496号公報
に開示された構造を有する積層型熱交換器を、例えば特
開昭63−324669号に開示されている様な方法により造る
事が考えられている。

この先考案に係る方法により積層型熱交換器を造る場
合、第５〜７図に示す様に、一端縁に互いに間隔を開け
て１対の突出部14a、14bを形成した金属板15の片面にＵ
字形の凹部16を、この凹部16の両端を上記１対の突出14
a、14bの端縁に迄連続させた状態で形成する。上記凹部
16の内側には多数の突起17、17を形成し、凹部16により
構成される折り返し流路18の内側を流れる冷媒の流れを
乱し、この冷媒と金属板15との間の熱交換が効率良く行
なわれる様にする。

この様な凹部16や突起17、17を有する金属板15は、長
尺な金属板を１対のロールの間を、通過させる事で、上
記凹部16や突起17、17を成形した後、上記長尺な金属板
の適当箇所を切断する事で造れる為、製造装置が比較的
簡単なもので済む様になる。

そして、この様な金属板15を用いて造る積層型熱交換
器の場合、この金属板15、15を２枚１組とし、互いの凹
部16、16同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて
互いに液密に接合する事により、Ｕ字形の折り返し流路
18と、この流路18の両端に位置して端縁部から突出した
１対の接合部19a、19bとを有する素子20とする。

そして、複数の素子20のそれぞれの接合部19a、19b
を、それぞれ単一の座板21に２列に分けて形成したスリ
ット状の接続孔22a、22bに挿入し、各接合部19a、19bの
外周面と各接続孔22a、22bの内周縁とを互いに液密に接
合する。座板21の表面で、上記複数の素子20と反対側面
（第５図の上面）には、タンク板23を液密にろう付け固
定する事で、各接続孔22a、22b部分に、第６図に示す様
に、互いに独立したタンク空間25a、25bを構成する様に
している。即ち、このタンク板23には、上記接続孔22
a、22bの列に合わせて２個の凹部24a、24bを互いに独立
した状態で形成しており、タンク板23の開口周縁部を座
板21の周縁部にろう付けした状態で、タンク板23と座板
21との間には、互いに独立した２個のタンク空間25a、2
5bが設けられる。

尚、隣り合う素子20の間にはフィン（図示せず）を設
ける。

上記２個のタンク空間25a、25bの内、一方のタンク空
間25aの内側は、第５、７図に示す様に、中間部に固定
した隔壁26により仕切る事で、入口室27と出口室28とに
分割し、入口室27の側に流体送り込み口29と、出口室28
の側に流体取り出し口30を、それぞれ設けている。

上述の様に構成される先考案の方法で造られた積層型
熱交換器の場合、２個のタンク空間25a、25bと複数の素
子20に設けた折り返し流路18とから成る空間の内側を冷
媒が、第７図に矢印で示す様に、流れ方向を変化させつ
つ流れ、その間に外部を流れる空気との間で熱交換を行
なって蒸発する。

（考案が解決しようとする課題）ところが、上述の様に構成され作用する、先考案に係
る方法で造られる積層型熱交換器の場合も、依然とし
て、次に述べる様な解決すべき問題点が存在する。

即ち、積層型熱交換器の性能を十分に発揮させる為に
は、座板21とタンク板23との間に形成される２個のタン
ク空間25a、25bの中間部が、完全に閉じられている事が
必要である。

上記中間部が完全に閉じられていなかった場合、即
ち、上記タンク板23の中間部で、凹部24a、24bの間位置
部分に設けた仕切壁部31の端縁部と座板21の表面とが完
全にろう付けされていなかった場合には、中間部を通っ
て隣り合ったタンク空間25a、25bの間で、冷媒等の流体
がバイパスして流れ、積層型熱交換器を構成する各素子
20の折り返し流路18を流れる流体の量が、その分だけ減
少してしまう。

特に、積層型熱交換器が、蒸気圧縮式冷凍機に組み込
まれるエバポレータであった場合、未蒸発の液状冷媒が
バイパスする事により、この液状冷媒が、出口管から送
り出され易くなる。

エバポレータから送り出された、未蒸発の液状冷媒
が、コンプレッサに送り込まれる、所謂リキッドバック
が生じると、コンプレッサの故障の原因となる為、好ま
しくない。

ところが、第５〜７図に示す様な構造の積層型熱交換
器に於いては、流体の漏洩が生じても、この流体は、積
層型熱交換器内部をバイパスして流れるだけで、外部に
迄漏れ出す事はない為、組み立て完了後の積層型熱交換
器を検査する事により、漏洩の事実を見付け出す事は出
来ない。

この様な不都合は、第５、７図に示す様に、一方のタ
ンク空間25aの中間部に隔壁26を固定し、このタンク空
間25aの両側に流体送り込み口29と流体取り出し口30と
を設けた構造のものに限定されず、一方のタンク空間25
aに流体送り込み口29を、他方のタンク空間25bに流体取
り出し口30を、それぞれ設けた構造の場合も同様に生じ
る。

本考案の積層型熱交換器は、上述の様な事情に鑑みて
考えられたもので、流体のバイパスに繋る様な漏洩を、
外部から発見出来る熱交換器を提供するものである。

（課題を解決する為の手段）本考案の積層型熱交換器は、前述した先考案に係る方
法により造られる積層型熱交換器と同様に、一端縁に、
互いに間隔を開けて１対の突出部を形成した金属板の片
面にＵ字形の凹部を、この凹部の両端を上記１対の突出
部の端縁に迄連続させた状態で形成すると共に、この金
属板を２枚１組として、互いの凹部同士を対向させた状
態で最中状に重ね合わせて互いに液密に接合する事によ
り、Ｕ字形の折り返し流路と、この流路の両端に位置し
て端縁部から突出した１対の接合部とを有する素子と
し、複数の素子のそれぞれの接合部を、それぞれ座板に
形成したスリット状の接続孔に挿入して、各接合部の外
周面と各接続孔の内周縁とを互いに液密に接合すると共
に、隣り合う素子の間にフィンを設け、上記座板の表面
で、上記複数の素子と反対側面に、上記接続孔の集合に
合わせて、複数の凹部を形成したタンク板を液密に固定
する事で構成されている。

更に、本考案の積層型熱交換器に於いては、このタン
ク板の一部で、隣り合う凹部の間位置部分に、この間位
置の全長に亙って、溝状の小凹部を形成し、この小凹部
の少なくとも一端を、上記タンク板の周縁部に開口させ
た事を特徴としている。

（作用）上述の様に構成される本考案の積層型熱交換器によ
り、熱交換器の内部を流れる冷媒等の流体と熱交換器の
外部を流れる空気等の流体との間で熱交換を行なう際の
作用自体は、前述した先考案等に係る熱交換器の場合と
同様である。

但し、本考案の積層型熱交換器の場合、冷媒等の流体
をバイパスさせる様な漏洩が生じた場合に、外部からこ
の漏洩を見付け出す事が可能である為、タンク板と座板
との接合不良に基づく、積層型熱交換器の性能劣化を防
止出来る。

（実施例）次に、図示の実施例を説明しつつ、本考案を更に詳し
く説明する。

本考案の積層型熱交換器は、前述した先考案に係る方
法により造られる熱交換器と同様、第５〜７図に示す様
に、一端縁に、互いに間隔を開けて１対の突出部14a、1
4bを形成した金属板15、15の片面にＵ字形の凹部16を、
この凹部16の両端を上記１対の突出部14a、14bの端縁に
迄連続させた状態で形成すると共に、この金属板15、15
を２枚１組とし、互いの凹部16同士を対向させた状態で
最中状に重ね合わせて互いに液密に接合する事により、
Ｕ字形の折り返し流路18と、この流路18の両端に位置し
て端縁部から突出した１対の接合部19a,19bとを有する
素子20とする。

そして複数の素子20のそれぞれの接合部19a、19bを、
それぞれ単一の座板21に２列に分けて形成したスリット
状の接続孔22a、22bに挿入し、各接合部19a、19bの外周
面と各接続孔22a、22bの内周縁とを互いに液密に接合す
る。

これと共に、隣り合う素子20の間にフィン（図示省
略）を設け、上記座板21の表面で、上記複数の素子20と
反対側面に、上記接続孔22a、22bの列に合わせて２個の
凹部24a、24bを形成したタンク板23を液密に固定する事
で構成されている。

更に、本考案の積層型熱交換器に於いては、第１図に
示す様に、上記タンク板23の一部で、上記２個の凹部24
a、24bの間位置部分に、この間位置の全長に亙って、溝
状の小凹部32を形成している。

そして、この小凹部32の少なくとも一端を、上記タン
ク板23の周縁部に開口させている。そして、座板21の周
縁部に、立壁33が形成されている場合には、上記小凹部
32の端部を開口させる為、上記立壁33の一部で、小凹部
32の端部開口に整合する部分には、切り欠きや通孔を形
成しておく。

上述の様に構成される本考案の積層型熱交換器によ
り、熱交換器の内部を流れる冷媒等の流体と熱交換器の
外部を流れる空気等の流体との間で熱交換を行なう際の
作用自体は、前述した先考案等に係る熱交換器の場合と
同様である。

但し、本考案の積層型熱交換器の場合、冷媒等の流体
をバイパスさせる様な漏洩が生じた場合に、外部からこ
の漏洩を見付け出す事が可能である為、タンク板23と座
板21との接合不良に基づく、積層型熱交換器の性能劣化
を防止出来る。

即ち、それぞれ流体を送り込まれる２個のタンク空間
25a、25b同士の間で直接流体をやり取りする場合、両タ
ンク空間25a、25bの間に存在する、タンク板23側に仕切
り壁部31の端縁と座板21との突き合わせ部分を通じて行
なうしかないが、この突き合わせ部分には、この突き合
わせ部分の全長に亙って設けられる、本来は上記２個の
タンク空間25a、25bの何れとも通じない。小凹部32が設
けられている為、上記２個のタンク空間25a、25b同士の
間で流体のやり取りが行なわれようとした場合には、こ
の流体は、上記小凹部32を通じて外部に漏れ出す。

従って、上記小凹部32から流体が漏れ出すか否かを検
査すれば、積層型熱交換器の不良を発見する事が出来、
座板21とタンク板23との接合が不良で、性能上問題のあ
る積層型熱交換器を出荷する事がなくなる。

尚、図示の実施例の場合、一方のタンク空間25aの内
側を分割するのに、隔壁26により行なっているが、上記
タンク空間25aの中間部に隔壁26を固定するのに代え
て、タンク板23の当該部分を絞り成形する事で、前記仕
切り壁部31と同様の仕切り構造を設ける場合もある。

この様な仕切り構造を採用する場合、当該絞り成形部
分にも、前記小凹部32と同様の溝を形成して、上記仕切
り構造部分での漏洩の有無を、外部から判定出来る様に
する事が好ましい。

この様な場合、２個のタンク空間25a、25bを構成する
為の座板21は、必ずしも単一のものである必要はなく、
互いに独立した座板として、本考案の対象となる積層型
熱交換器を構成する事も出来る。

（考案の効果）本考案の積層型熱交換器は、以上に述べた通り構成さ
れ作用するが、座板とタンク板との接合が不良で、性能
上問題のある積層型熱交換器を出荷する事がなくなる
為、積層型熱交換器の信頼性を向上させる事が出来、こ
の積層型熱交換器をエバポレータとして組み込んだ冷凍
機の性能向上を図ると同時に、故障の発生率を低く抑え
る事が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の積層型熱交換器の実施例を示す部分略
縦断面図、第２図は従来の積層型熱交換器の正面図、第
３図はこの熱交換器を構成する金属板の側面図、第４図
は第３図のＡ−Ａ断面図、第５図は先考案に係る方法に
より造られる熱交換器の部分分解斜視図、第６図は第組
み立てた状態を示す部分略縦断面図、第７図は流体の流
れを示す略斜視図である。 1:金属板、2:ユニット、3:平坦部、4:第一凹部、5:第二
凹部、6:第三凹部、７、8:通孔、9:突条、10:入口管、1
1:出口管、12:扁平管部、13:フィン、14a、14b:突出
部、15:金属板、16:凹部、17:突起、18:折り返し流路、
19a、19b:接合部、20:素子、21:座板、22a、22b:接続
孔、23:タンク板、24a、24b:凹部、25a、25b:タンク空
間、26:隔壁、27:入口室、28:出口室、29:流体送り込み
口、30:流体取り出し口、31:仕切り壁部、32:小凹部、3
3:立壁。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一端縁に、互いに間隔を開けて１対の突出
部を形成した金属板の片面にＵ字形の凹部を、この凹部
の両端を上記１対の突出部の端縁に迄連続させた状態で
形成すると共に、この金属板を２枚１組として、互いの
凹部同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせて互い
に液密に接合する事により、Ｕ字形の折り返し流路と、
この流路の両端に位置して端縁部から突出した１対の接
合部とを有する素子とし、複数の素子のそれぞれの接合
部を、それぞれ座板に形成したスリット状の接続孔に挿
入して、各接合部の外周面と各接続孔の内周縁とを互い
に液密に接合すると共に、隣り合う素子の間にフィンを
設け、上記座板の表面で、上記複数の素子と反対側面
に、上記接続孔の集合に合わせて、複数の凹部を形成し
たタンク板を液密に固定した積層型熱交換器に於いて、
このタンク板の一部で、隣り合う凹部の間位置部分に、
この間位置の全長に亙って、溝状の小凹部を形成し、こ
の小凹部の少なくとも一端を、上記タンク板の周縁部に
開口させた事を特徴とする積層型熱交換器。