JPH08219662A

JPH08219662A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH08219662A
Application number: JP5172195A
Authority: JP
Inventors: Toshio Tsubakida; 敏雄椿田; Yukio Sakurai; 行雄桜井; Takeo Shimizu; 健夫清水; Katsuo Hamada; 勝雄浜田; Kazuo Hayashi; 林　　和夫
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1995-02-16
Filing date: 1995-02-16
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】異なる熱交換媒体を同時に熱交換する熱交換
器において、それぞれのコア部分で必要容量のヘッダタ
ンクを容易に設計でき、１種類のチューブをもって構成
でき、チューブとフィンの数を減らすことができ、さら
には、それぞれのコア部分に走行風を当てて熱交換効率
の向上を図る。【構成】鉛直に設けられた一対のヘッダタンク２，３
と、ヘッダタンク間にフィン６を介して複数段に配され
たチューブ４とを備えている。各チューブ４には、一方
のヘッダタンク２と接続する通路２９と他方のヘッダタ
ンク３に接続する通路３０とが互いに連通しないように
複数形成されている。それぞれのコア部分に片側のヘッ
ダタンクから熱交換媒体を流出入させ、チューブ４の長
手方向で異なる熱交換媒体が熱交換できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両等に用いられ、
異なる熱交換媒体を同時に熱交換する熱交換器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の熱交換器は、例えば、ラジエタ
とコンデンサとを一体化したようなものであり、実開平
２−３６７７２号公報や実開平２−２８９７０号公報に
おいて公知となっている。いずれも、所定の間隔に配さ
れた一対のヘッダタンクを有し、一方のヘッダタンクと
他方のヘッダタンクとを連通するチューブをフィンを介
して多数積層するもので、ヘッダタンクの所定位置に仕
切りを設けて各ヘッダタンク内をその長手方向で２つに
分割し、ヘッダタンクの仕切りよりも一方の側でラジエ
タのコア部分を、他方の側でコンデンサのコア部分をそ
れぞれ構成するようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述
の構成では、共通のヘッダタンクを長手方向で区切って
異なるコア部分に割り当てているので、ラジエタとコン
デンサ等のように、必要とするタンク容量に差がある場
合には、設計上無理がある、ラジエタのチューブとコ
ンデンサのチューブとでは耐圧等の条件が異なるので、
別々のものを予め用意してヘッダタンクに接合する必要
がでてくる、上述のように、ヘッダタンクの延設方向
に積層してラジエタとコンデンサのコア部分を設ける場
合には、通常、ヘッダタンクを水平方向に設定すること
になるが、車両構造上、ラジエタ・コンデンサは水平方
向に長く、鉛直方向に短い場合がほとんどであるため、
ヘッダタンクを概して長いものとしなければならず、長
い分、チューブの積層数も増加し、また、ラジエタ側と
コンデンサ側に別々のフィンが必要となる、熱交換器
の取付け位置の制約や配管接続上の理由からヘッダタン
クを鉛直に設置する場合には、上述の熱交換器ではラジ
エタとコンデンサが上下に分割されることとなるが、車
両走行時に受ける風は、実公昭６２−１７７１号公報、
実公平１−１７０１４号公報、実公平４−２３８０号公
報等で取り上げられているように、高さ方向でばらつき
があるため、上述の構成ではいずれかのコア部分に風が
当たりにくくなり、熱交換効率が悪くなる等の不都合が
ある。

【０００４】そこで、この発明においては、それぞれの
コア部分で必要容量のヘッダタンクを容易に設計するこ
とができ、また、１種類のチューブをもって構成できる
と共に、チューブとフィンの数を減らすことができ、さ
らには、ヘッダタンクを鉛直に車両に取り付けた場合
に、両方のコア部分に走行風を当てることができ、もっ
て熱交換効率の向上を図ることができる熱交換器を提供
することを課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】しかして、本願発明にか
かる積層型熱交換器は、鉛直に設けられた一対のヘッダ
タンクを備え、一方のヘッダタンクと接続する通路と他
方のヘッダタンクに接続する通路とが互いに連通しない
ように複数形成されたチューブを前記一対のヘッダタン
ク間にフィンを介して複数段に積層し、前記チューブの
長手方向で異なる熱交換媒体が外部の空気と熱交換でき
るようにしたことにある（請求項１）。

【０００６】より具体的な構成例としては、ヘッダタン
クの内部をチューブの積層方向に延びる仕切板によって
入口側と出口側とに画成し、チューブに、一方のヘッダ
タンクの入口側と出口側とを連通する通路と他方のヘッ
ダタンクの入口側と出口側とを連通する通路との２つの
通路を形成するものが考えられる（請求項２）。

【０００７】

【作用】したがって、一方のヘッダタンクに流入された
熱交換媒体は、このヘッダタンクと接続するチューブの
通路を流れ、チューブ間に配されるフィンに熱を伝達
し、フィン間を通過する空気と熱交換する。また、他方
のヘッダタンクに流入された熱交換媒体は、このヘッダ
タンクと接続する前記チューブの別の通路を流れ、同じ
くチューブ間に配されるフィンに熱を伝達し、フィン間
を通過する空気と熱交換する。即ち、異なるコア部分を
流れる熱交換媒体はそれぞれ別々のヘッダタンクから供
給されるので、各ヘッダタンクは、コア部分のそれぞれ
で要求される容量の大きさに成形することが可能とな
る。

【０００８】また、熱交換器の一対のヘッダタンクは鉛
直に設けられ、ヘッダタンク間に設けられたチューブに
その長手方向で異なる熱交換媒体を熱交換できるように
しているので、車両の走行風に高さ方向でばらつきがあ
っても、いずれのコア部分にも走行風を当てることがで
きる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。

【００１０】図１において、熱交換器１は、例えば、ラ
ジエタとコンデンサとを一体にしたもので、鉛直に設け
られた互いに対向して配されている一対のヘッダタンク
（第１ヘッダタンク２、第２ヘッダタンク３）と、この
一対のヘッダタンク間を略水平に渡す複数のチューブ４
と、上下両端部において一対のヘッダタンク間に渡され
た端板５と、チューブ間に挿入介在されると共に上下両
端のチューブ４と端板５との間に挿入介在されるフィン
６とを有している。尚、フィン６は、チューブ４の全域
にわたって連続的に設けられるものであるが、図１にお
いては、便宜上、その一部のみを示し、他を省略してい
る。

【００１１】各ヘッダタンク２，３は、図２及び図３に
も示されるように、チューブ４を挿入する複数の挿入孔
７が形成されたチューブ挿入プレート８に碗状のタンク
プレート９，１０を組付けて構成されたもので、チュー
ブ４の積層方向に延びる仕切板１１，１２によって内部
が入口側Ａと出口側Ｂとに区画され、入口側に熱交換媒
体の流入口１３，１４が、出口側に熱交換媒体の流出口
１５，１６がそれぞれ設けられている。ヘッダタンク２
の上端部には、熱交換媒体を注入する注入口１７が設け
られ、この注入口１７は、キャップ１９により塞がれて
いる。

【００１２】第１ヘッダタンク２は、例えば合成樹脂で
構成され、タンクプレート９と仕切板１１とが一体形成
されている。ヘッダタンク２の入口側Ａには、注入口１
７が連通されると共に、上部側方に流入口１３が設けら
れており、この流入口１３は、入口ホースを接続できる
ように筒状に突出形成されている。また、ヘッダタンク
２の出口側Ｂには、下部側方に流出口１５が設けられて
おり、この流出口１５も出口ホースを接続できるように
筒状に突出形成されている。この流出口１５の突設方向
は、流入口１３の突設方向と同方向であり、このように
同方向とするにあたり、入口側Ａの下部をチューブ挿入
プレート８へ寄るように狭め、この狭めた部分から流出
口１５を延ばすようにしている。

【００１３】これに対して第２ヘッダタンク３は、例え
ばアルミ材で形成され、タンクプレート１０と仕切板１
２とは別々の部材から構成されている。入口側Ａの上部
側方には流入口１４が設けられており、流入口１４は別
体に成形された筒状部材をタンクプレート１０に接合し
て構成されている。また、ヘッダタンク３の出口側Ｂに
は、下部側方に流出口１６が設けられており、この流出
口１６も別体の筒状部材によって構成されている。この
流出口１６の突設方向は、流入口１４の突設方向と同方
向であり、このように同方向とするにあたり、入口側Ａ
の下部に予め窪ませた陥没部２０を設けておき、この陥
没部２０に臨むよう設けられた孔に筒状部材を挿入する
ようにしている。そして、チューブ挿入プレート８、タ
ンクプレート１０、仕切板１２、各筒状部材は、例えば
ろう付け等により接合されている。

【００１４】チューブ４は、図４（ａ）にも示されるよ
うに、２枚の成形プレート４ａ，４ａを対面接合して形
成されている。この成形プレート４ａは、アルミニウム
製のプレートをプレス加工して形成されているもので、
図４（ｂ）に示されるように、両端から中央に向けて第
１通路用凹部２１と第２通路用凹部２２が形成されてい
る。それぞれの通路用凹部２１，２２は分離代２３を境
に分けられ、第１通路用凹部２１と第２通路用凹部２２
との長さの割合は、およそ２：１に形成されており、チ
ューブの巾Ｗは、２５〜４０ｃｍ程度と従来のものに比
べて大きくしてある。

【００１５】また、それぞれの通路用凹部２１，２２に
は、各端部から分離代近傍にまで延びる突条２４，２５
が形成されている。さらに、第２通路用凹部２２には、
耐圧の向上を図るために、例えば円状のビード２６が形
成されている。

【００１６】前記突条２４，２５やビード２６は成形プ
レート周縁の接合代２７と同一面上になるよう形成され
ると共に、チューブ４の中央を長手方向に沿って延びる
中心線に対して対称的に形成されており、２つの成形プ
レート４ａがその周縁で接合されると互いの突条２４，
２５やビード２６も接合され、対向する第１通路用凹部
２１によって、チューブ４の一端に開口する第１通路２
９が、対向する第２通路用凹部２２によって、チューブ
の他端に開口する第２通路３０が分離代２３を境にそれ
ぞれ形成されている。

【００１７】そして、チューブの第１通路側の端部が第
１ヘッダタンク２のチューブ挿入プレート８に形成され
た挿入孔７に隙間なく接合され、第２通路側の端部が第
２ヘッダタンク３のチューブ挿入プレート８に形成され
た挿入孔７に隙間なく接合されており、この状態にあっ
ては、ヘッダタンク２，３の仕切板１１，１２が突条２
４，２５に隙間なく当接されて、各ヘッダタンクの入口
側Ａと出口側Ｂとは、Ｕ字状の第１及び第２通路２９，
３０によって連通されるようになっている。

【００１８】しかして、第１ヘッダタンク２と接続する
チューブ４の第１通路側と、各チューブ４の第１通路部
分に接触するフィン部分とによってラジエタのコア部分
が構成され、第２ヘッダタンク３と接続するチューブ４
の第２通路側と、各チューブ４の第２通路部分に接触す
るフィン部分とによってコンデンサのコア部分が構成さ
れ、第１ヘッダタンク２の流入口１３から流入された熱
交換媒体は、入口側Ａから第１通路２９に入り、チュー
ブ４の中程でＵターンして出口側Ｂに至り、流出口１５
から流出する。このため、この熱交換媒体の熱は、第１
通路２９を流れる過程において、フィン６に伝達され、
フィン間を通過する空気と熱交換される。また、第２ヘ
ッダタンク３の流入口１４から流入された熱交換媒体
は、入口側Ａから第２通路３０に入り、チューブ４の中
程でＵターンして出口側Ｂに至り、流出口１６から流出
する。このため、この熱交換媒体の熱は、第２通路３０
を流れる過程において、フィン６に伝達され、フィン間
を通過する空気と熱交換される。

【００１９】尚、カウンターフロー方式を取り入れて熱
交換効率の向上を図るためには、図４（ｂ）に示される
ように、各ヘッダタンク２，３の入口側Ａを通風方向に
対して下流側とし、出口側Ｂを上流側とし、矢視する如
く熱交換媒体を下流側から上流側へＵターンさせるよう
にすればよい。

【００２０】このように、ラジエタ側、コンデンサ側の
いずれにおいても片側のヘッダタンクから熱交換媒体が
供給される形式であり、ラジエタ側の熱交換媒体は第１
ヘッダタンク２を介して流出入され、コンデンサ側の熱
交換媒体は第２ヘッダタンク３を介して流出入されるの
で、ラジエタ及びコンデンサの各側に対して要求される
タンク容量は、それぞれのヘッダタンク２，３の大きさ
を適宜調節することで得ることができる。また、鉛直に
設けられたヘッダタンク間にチューブ４の長手方向で２
つのコア部分が形成され、ラジエタ側とコンデンサ側は
それぞれ上下方向にチューブが積層された構成となって
いるので、車両走行時に上下方向で走行風の流れにばら
つきがある場合でも、各コア部分に走行風が十分に当た
り、それぞれの熱交換媒体を十分に冷却することができ
る。

【００２１】また、２つのコア部分を一対のヘッダタン
ク間にチューブ４を積層して形成するようにしたので、
別々に熱交換器を形成する場合に比べて部品点数を削減
できると共に、組付工数を格段に削減することができる
ことは明らかであるが、２つのコア部分を一体形成する
場合でも、従来のようにヘッダタンクを一体としてヘッ
ダタンクの延設方向に複数のコア部分を形成するものに
比べ、チューブの本数を減らすことができ、また、各コ
ア本体のフィンを別々にする必要もなくなるので、フィ
ン数も削減でき、一層の部品点数の削減、組付工数の削
減を図ることができる。

【００２２】尚、異なるコア部分のチューブ４を一体と
する本願発明では、各コアに必要な熱交換面積をいかに
確保し、各コアで要求される耐圧にいかに対応するかを
も考慮する必要があるが、実施例で示されるように、チ
ューブの長さが設置箇所の都合で制限される場合等に
は、チューブの巾Ｗを調節することで対応できるし、流
入される熱交換媒体の圧力が高い場合には、通路用凹部
に耐圧用のビードを形成してその数を調整すること等で
対応すればよい。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
鉛直に設けられた一対のヘッダタンク間にチューブをフ
ィンを介して複数段に積層し、各チューブには、一方の
ヘッダタンクと接続する通路と他方のヘッダタンクに接
続する通路とが互いに連通しないよう形成されて、チュ
ーブの長手方向で異なる熱交換媒体を熱交換できるよう
にしているので、各ヘッダタンクを、対応するコア部分
で要求される容量の大きさに成形することができ、熱交
換効率の向上を図ることができる。

【００２４】また、チューブのそれぞれに各コアの熱交
換媒体に対応した複数の通路が形成されているので、チ
ューブ自体は１種類ですみ、また、チューブの長手方向
に各コアが形成されるので、チューブは長くなるが、ヘ
ッダタンクを短くすることができ、ヘッダタンクを短く
できる分、チューブの積層数を減らし、また、共通のフ
ィンをもって異なるコア部分に対応でき、部品点数を削
減できると共に、組付工数を格段に削減することができ
る。

【００２５】さらに、鉛直に配されたヘッダタンク間に
チューブの長手方向で複数のコア部分が形成されること
から、車両の走行風量が高さ方向で異なっても、いずれ
のコア部分にも走行風を当てることができ、熱交換効率
の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明にかかる熱交換器の正面を示
す図である。

【図２】図２は、ラジエタ側のヘッダタンク（第１ヘッ
ダタンク）とその近傍を示す拡大図であり、（ａ）は、
図１に示す熱交換器を左側方からみた側面図であり、
（ｂ）は、正面図であり、（ｃ）は、斜視図である。

【図３】図３は、コンデンサ側のヘッダタンク（第２ヘ
ッダタンク）とその近傍を示す拡大図であり、（ａ）
は、図１に示す熱交換器を右側方からみた側面図であ
り、（ｂ）は、正面図であり、（ｃ）は、斜視図であ
る。

【図４】図４は、図１に示す熱交換器に用いられるチュ
ーブエレメントとこれに接続するヘッダタンク部分を示
す拡大図であり、（ａ）は、図１に示す状態を拡大した
図であり、（ｂ）は、（ａ）のα−α線で切断した端面
を示す図である。

【符号の説明】

１熱交換器２第１ヘッダタンク３第２ヘッダタンク４チューブ６フィン１１，１２仕切板２１第１通路用凹部２２第２通路用凹部２３分離代２９第１通路３０第２通路Ａ入口側Ｂ出口側

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浜田勝雄埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地株式会社ゼクセル江南工場内 (72)発明者林和夫埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地株式会社ゼクセル江南工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉛直に設けられた一対のヘッダタンクを
備え、一方のヘッダタンクと接続する通路と他方のヘッ
ダタンクに接続する通路とが互いに連通しないように複
数形成されたチューブを前記一対のヘッダタンク間にフ
ィンを介して複数段に積層し、前記チューブの長手方向
で異なる熱交換媒体が外部の空気と熱交換できるように
したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】前記ヘッダタンクは、チューブの積層方
向に延びる仕切板によって内部が入口側と出口側とに区
画され、前記チューブには、一方のヘッダタンクの入口
側と出口側とを連通する通路と他方のヘッダタンクの入
口側と出口側とを連通する通路との２つの通路が形成さ
れている請求項１記載の熱交換器。