JPH087264Y2 - 積層型熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、車両用空調装置に用いられる積層型熱交
換器、特に片側に一対のタンクが形成され、Ｕ字通路に
て連通のチューブエレメントと、フィンとを交互に複数
段積層して成る積層型熱交換器に関する。

（従来の技術） 近年、車両の大型化に伴い、この種の積層型熱交換器
も大型化される傾向にある。熱交換器を大型化するにあ
たっては、従来の所謂２パスの熱交換媒体通路の構成の
ものでは熱交換媒体の偏流が顕著にあらわれて、熱交換
率が悪く、実用的ではない。そこで、４パス、６パス、
８パス等と熱交換媒体通路のパス数を多くしたものが構
成されてきている（例えば、実開昭63-197978号公報参
照）。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、４パス以上の熱交換媒体通路を構成す
る場合には、熱交換媒体の入口パイプと出口パイプとを
互いに反する側に設ける構造となってしまう。係る構造
にあっては、出入口パイプやこれに接続される膨張弁等
が通風路内に配置されてしまい、それが通風抵抗となっ
て、空調装置の空調能力の低下をきたすという不具合が
ある。

そこで、この考案は上記問題点に鑑み、４パス以上の
熱交換媒体通路が構成でき、出入口パイプを一側面に並
設することができるよう図った積層型熱交換器を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この考案に係る積層型熱
交換器は、一対のタンクと、該一対のタンクを連通する
Ｕ字通路と、前記一対のタンク間に設けられたパイプ通
路部とを有する第１のチューブエレメントと、一対のタ
ンクと、該一対のタンクを連通するＵ字通路と、前記一
対のタンク間に設けられたパイプ通路部と、前記タンク
の一方とパイプ通路部とを連通する熱交換媒体導入部と
を有する第２のチューブエレメントと、フィンとを具備
し、複数の第１のチューブエレメントをフィンを介在し
て積層し、そのタンクを適宜連通したチューブエレメン
ト群と、複数の第２のチューブエレメントをフィンを介
在して積層し、そのタンクを適宜連通したチューブエレ
メント群とを複数段設けて、各チューブエレメント群の
一方のタンク群と他方のタンク群との間に往路と復路と
を有する熱交換媒体通路と、中央にパイプ通路が構成さ
れ、各チューブエレメント群の隣合う一対のタンク群の
一方が連通されて各熱交換媒体通路を直列に形成し、中
央のパイプ通路に熱交換媒体供給孔を有する導出入パイ
プを配すると共に、該直列の熱交換媒体通路の一端とな
り第２のチューブエレメントより構成されるチューブエ
レメント群のタンク群に設けられた熱交換媒体導入部と
前記導出入パイプの熱交換媒体供給孔とを連通させたも
のである。

（作用） したがって、第１及び第２のチューブエレメントとフ
ィンとを交互に積層して、その積層されたチューブエレ
メントを複数段のチューブエレメント群に分割すること
により、各チューブエレメント群毎に２パス（往路と復
路）の熱交換媒体通路が構成され、それらを直列に接続
することでチューブエレメントの２倍の数に対応した４
パス、６パス、８パス、その他多パスの熱交換媒体通路
が構成でき、この直列の熱交換媒体通路の一端となり第
２のチューブエレメントより構成されるチューブエレメ
ント群のタンク群に設けられた熱交換媒体導入部とパイ
プ通路に配された導出入パイプの熱交換媒体供給孔とを
連通せしめることで、出入口パイプが一側面に並設で
き、これらによって上記課題を解決することができるも
のである。

（実施例） 以下、この考案の実施例を図面により説明する。

第１図及び第２図に、４パスの積層型熱交換器（以
下、「熱交換器」と言う）の一例が示されており、該熱
交換器は、２種類の第１及び第２のチューブエレメント
1,3とコルゲート状のフィン５とを交互に複数段積層す
ると共に、その積層方向の両端に端板7,9とを配し、そ
の一方の端板７側に熱交換媒体の入口パイプ（導出入パ
イプ）10及び出口パイプ（または入口パイプ）12を並設
し、これらを炉中で一体にろう付けして組付られてい
る。

第１のチューブエレメント１は、第３図に詳しく示さ
れている成形プレート14,14を２枚最中合わせに接合す
ることで構成される。

成形プレート14は、その長手方向の一端側に開口16,1
8を有する溝部20,22が略楕円形に膨出形成され、該溝部
20、22の間から他端側に向けて突条24が延設されている
と共に、該突条24の周縁に前記溝部20、22に通じる略Ｕ
字状の溝部26が膨出形成されている。また、上述の溝部
20,22の間には、略Ｕ字状の切欠28が形成されている。
この成形プレート14を２枚最中合わせにして接合するこ
とで第１のチューブエレメント１が構成され、その内部
では、相対する溝部20,22からタンク30,32が、相対する
溝部26からＵ字通路34が各々構成されると共に、該Ｕ字
通路34とタンク30、32とは連通されるようになってい
る。また、タンク30,32の間には、相対する切欠28から
入口パイプ10を挿入するためのパイプ通路部36が構成さ
れる。

第２のチューブエレメント３は、第４図に詳しく示さ
れている成形プレート40a,40bを２枚最中合わせに接合
することで構成される。

成形プレート40a,40bは、上述の第１のチューブエレ
メント１を構成する成形プレート14とほぼ同形状であ
り、同一構成のものについては同一符号を付してその説
明を省略する。

この成形プレート40a,40bが上述の成形プレート14と
異なる点は、タンクを構成する一方の溝部16,18の所定
位置から切欠28にかけて、例えば断面が半円状である溝
部42a,42bが設けられているところにある。係る成形プ
レート40a,40bを２枚最中合わせにして接合することで
第２のチューブエレメント３が構成され、その内部で
は、相対する溝部20,22からタンク30,32が、相対する溝
部26からＵ字通路34が、相対する溝部42a,42bから熱交
換媒体導入部44が各々構成されると共に、Ｕ字通路34と
タンク30,32とは連通され、且つ熱交換媒体導入部44を
有するタンク32は、該熱交換媒体導入部44を介してパイ
プ通路部36側に開口するようになっている。また、タン
ク30,32の間には、相対する切欠28から入口パイプ10を
挿入するためのパイプ通路部36が構成される。

而して、この熱交換器にあっては、上述の第１及び第
２のチューブエレメント1,3を第１図及び第２図に示す
ように配列している。この配列は、熱交換器の略中央か
ら図示右方側に第１のチューブエレメント１のみを、略
中央から図示左方側に第２のチューブエレメント３のみ
を積層したものである。そして、この第１のチューブエ
レメント１のみを積層したものから第１のチューブエレ
メント群100が、第２のチューブエレメント３のみを積
層したものから第２のチューブエレメント群200が構成
されると共に、該第1,第２のチューブエレメント群100,
200の各パイプ通路部36が積層されて入口パイプ10を挿
入するためのパイプ通路46が構成される。

第1,第２のチューブエレメント群100,200は、そのタ
ンク群101,201（各タンク32をその開口18を介して連通
して構成）と、タンク群102,202（各タンク30をその開
口16を介して連通して構成）との間に、Ｕ字通路34内を
熱交換媒体が移動する２パス（往路と復路）の熱交換媒
体通路が構成されている。そして、この第1,第２のチュ
ーブエレメント群100,200が各々有する２パスの熱交換
媒体通路は、それらが接するタンク部分において、タン
ク群102とタンク群202が連通されて総計４パスの熱交換
媒体通路を構成している。この４パスの熱交換媒体通路
は、その一端側のタンク群201が、その各熱交換媒体導
入部44を介して下記する入口パイプ10に連通され、他端
側のタンク群101が出口パイプ12に連通されている。
尚、タンク群101と201との間は、例えば溝部22に開口を
形成しない成形プレート40Aを用いて連通しない構造と
なっている。

入口パイプ10は、各第１及び第２のチューブエレメン
ト1,3のパイプ通路部36が積層されて成るパイプ通路46
内に挿入されてろう付けされ、その一端側が端板７の挿
入孔7a内に嵌挿されると共に、他端側が端板９に形成の
凹部9a内に嵌め込まれている。尚、ここでは端板９に形
成の凹部9a内に入口パイプ10の他端を挿入するようにし
たが、該凹部9aに代わる凹部を最側端の第２のチューブ
エレメント３に設けたものであってもよい。この入口パ
イプ10の所定位置には、熱交換媒体供給孔10aが所定距
離を隔てて複数設けられており、該複数の熱交換媒体供
給孔10aは、第２のチューブエレメント群200を構成する
各第２のチューブエレメント３のタンク32に、その熱交
換媒体導入部44を介して連通されている。これによっ
て、上述した如く、入口パイプ10と４パスの熱交換媒体
通路の一端であるタンク群201とが連通されるようにな
っている。

尚、出口パイプ12は、端板７に形成の挿入孔7aに嵌挿
され、４パスの熱交換媒体通路の他端であるタンク群10
1に連通されている。

また、端板７は、それに当接のタンク30,32の開口16,
18を塞ぐと共に、端板９は、それに当接のタンク30,32
の開口16,18を塞いでいる。

斯る構成の熱交換器は、第５図に示すように、入口パ
イプ10に流入された熱交換媒体が、該入口パイプ10内を
通って第２のチューブエレメント群200のタンク群201に
流れ、そのタンク群201から各チューブエレメント３の
Ｕ字通路34内を通ってタンク群202に流れ、該タンク群2
02からチューブエレメント群１のタンク群102に水平移
動し、タンク群102から各チューブエレメント１のＵ字
通路34内を通ってタンク群101に至り、出口パイプ12か
ら排出される（または、逆の経路を辿る）４パスの熱交
換媒体通路が構成されているものである。

而して、この熱交換器においては、各々に２パス（往
路と復路）の熱交換媒体通路を構成した第1,第２のチュ
ーブエレメント群100,200を直列に接続することで、多
パスである４パスの熱交換媒体通路が構成でき、その一
端側であるタンク群201の各熱交換媒体導入孔44を、導
出入パイプである入口パイプ10の熱交換媒体供給孔10a
を介して該入口パイプ10に連通させたことで、入口パイ
プ10と出口パイプ12とを同一側面に並設できるようにな
っている。

尚、入口パイプ10に設けられる熱交換媒体導入孔10a
の径を、入口側から端部に至るまでに徐々に大きくする
ようにすると、圧力とのかねあいで熱交換媒体が均等に
分流されるようになり、熱交換媒体の偏流が回避できて
熱交換率を向上させることができる。

（考案の効果） 以上述べたように、この考案によれば、第１及び第２
のチューブエレメントとフィンとを交互に積層して複数
のチューブエレメント群を構成し、それらの各２パス
（往路と復路）の熱交換媒体通路を直列に接続すること
で、チューブエレメント群の２倍の数に対応した熱交換
媒体通路を有する熱交換器を構成するこができると共
に、その直列の熱交換媒体通路の一端となり熱交換媒体
導入部を有するタンク群と導出入パイプの熱交換媒体供
給孔とを連通するようにしたので、熱交換媒体の入口パ
イプと出口パイプとを同一側面に並設することができる
ものである。

したがって、熱交換器の大きさに対応して、４パス、
６パス、その他多パスの熱交換媒体通路を有する熱交換
器を構成することができて熱交換率の向上が図られる。

また、出入口パイプの並設及びその配置構造により、
熱交換器の取付スペースの削減を図ることができると共
に、従来問題であった出入口パイプの通風抵抗による空
調装置の空調能力の低下を回避することができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例に係る積層型熱交換器の斜視
図、第２図は同上の積層型熱交換器の断面図、第３図は
第１のチューブエレメントの分解斜視図、第４図は第２
のチューブエレメントの分解斜視図、第５図は同上の積
層型熱交換器における熱交換媒体の流れを示す模式図で
ある。 1,3……第１及び第２のチューブエレメント、５……フ
ィン、10……入口パイプ（導出入パイプ）、10a……熱
交換媒体供給孔、12……出口パイプ、14,40a,40b……成
形プレート、30,32……タンク、34……Ｕ字通路、36…
…パイプ通路部、44……熱交換媒体導入部、46……パイ
プ通路、100,200……第1,第２のチューブエレメント
群、101,102,201,202……タンク群。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一対のタンクと、該一対のタンクを連通す
   るＵ字通路と、前記一対のタンク間に設けられたパイプ
   通路部とを有する第１のチューブエレメントと、 一対のタンクと、該一対のタンクを連通するＵ字通路
   と、前記一対のタンク間に設けられたパイプ通路部と、
   前記タンクの一方とパイプ通路部とを連通する熱交換媒
   体導入部とを有する第２のチューブエレメントと、フィ
   ンとを具備し、 複数の第１のチューブエレメントをフィンを介在して積
   層し、そのタンクを適宜連通したチューブエレメント群
   と、複数の第２のチューブエレメントをフィンを介在し
   て積層し、そのタンクを適宜連通したチューブエレメン
   ト群とを複数段設けて、各チューブエレメント群の一方
   のタンク群と他方のタンク群との間に往路と復路とを有
   する熱交換媒体通路と、中央にパイプ通路が構成され、 各チューブエレメント群の隣合う一対のタンク群の一方
   が連通されて各熱交換媒体通路を直列に形成し、中央の
   パイプ通路に熱交換媒体供給孔を有する導出入パイプを
   配すると共に、該直列の熱交換媒体通路の一端となり第
   ２のチューブエレメントより構成されるチューブエレメ
   ント群のタンク群に設けられた熱交換媒体導入部と前記
   導出入パイプの熱交換媒体供給孔とを連通させて成るこ
   とを特徴とする積層型熱交換器。