JPH087266Y2 - 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。

（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使用されるエ
バポレータとして従来から、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、所謂積層型エバポレータが使用されている。

この積層型エバポレータは、第10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11〜12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
を設けている。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。

積層型エバポレータ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、
第10図に示す様に、各金属板１、１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10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、隣
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を挟持し、隣り合う扁平管部1
2、12の間を流れる空気と、各扁平管部12、12の内側を
流れる冷媒との間の熱交換が良好に行なわれる様にして
いる。

積層型エバポレータは、上述の様に構成され、造られ
る為、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、この様な積層型エバポレータの性能を向上
させる為には、積層型エバポレータ内部に於いて冷媒の
流れ方向が変わる回数を多くし、冷媒が入口管10から入
り、出口管11に達する迄に流れる道のりを長くすると共
に、エバポレータ内での冷媒の流速を速くする事が、効
果がある。

第10図に示す様に、単に入口側タンクとして機能する
一方の空間に入口管10を接続し、出口側タンクとして機
能する他方の空間に出口管11を接続しただけでは、冷媒
の流れ方向が一度しか変わらない為、冷媒の流れ速度が
遅くて、冷媒とエバポレータとの間の熱交換効率が悪
く、必ずしも十分な冷却性能を得る事が出来ず、未蒸発
の冷媒が、出口管11から送りだされる場合がある。

この為従来から、例えば実開昭63-197977号公報に開
示されている様に、積層型エバポレータの一部にアダプ
タを組み込む事によって、冷媒の流れ方向が変わる回数
を増やし、積層型エバポレータの性能を向上させる事が
考えられている。

即ち、上記公報に開示されたアダプタは、第13〜14図
に示す様に構成されている。

このアダプタ14は、金属管を絞り成形する事で造られ
た本体15の一端に、冷媒の移送管を接続する為の接続部
16を設け、他端開口部を、パッキング17と蓋片18とで塞
いでいる。上記本体15の中間部は、第14図に示す様に押
し潰す事で閉塞部19としており、この閉塞部19の両側
に、互いに平行な平坦面20、20を２組、合計４面形成し
ている。そして、各平坦面20、20には、それぞれ通孔2
1、21を形成して、上記本体15の内外の連通を自在とし
ている。

上述の様に構成されるアダプタ14は、第15図に示す様
に、積層型エバポレータを構成するユニット２、２同士
の間に挟持し、各ユニット２、２に設けられた通孔７、
８（第11〜12図参照）と、上記通孔21、21とを互いに整
合させ、各ユニット２、２同士、並びに各ユニット２、
２とアダプタ14、14とを互いにろう付けする。

この様に、積層型エバポレータを構成するユニット
２、２の間に、アダプタ14、14を組み込む事によって、
この積層型エバポレータ内を流れる冷媒の流れ方向が変
わる回数が増え、積層型エバポレータの性能が向上す
る。

例えば、前記第13図に示した様なアダプタ14を２個、
それぞれ前記第10図に示す様な位置に組み込んだ場合、
冷媒は、第16図に実線矢印ａで示す様に、流れ方向を３
回に亙って変えつつ流れる。

この結果、積層型エバポレータ内での冷媒の流速が速
くなり、冷媒と各ユニット２、２との間の熱交換が良好
に行なわれると共に、流路の長さが長くなって、冷媒の
蒸発が確実に行なわれる様になり、未蒸発の冷媒が、出
口管から送り出される事がなくなる。

又、実開昭64-54686号公報には、第17〜18図に示す様
に、ユニット２を構成する金属板１の一部で、通孔７
（或は８）の開口周縁部に係止突部24、24を形成し、こ
の係止突部24、24とアダプタ14の通孔21の内周縁とを係
合させる事により、ユニット２とアダプタ14との位置関
係を規制する考案が記載されている。

（考案が解決しようとする課題） ところが、前述の様に構成され、上述の様に作用す
る、アダプタ14を組み込んだ積層型熱交換器に於いて
は、次に述べる様な、解決すべき課題が存在する。

即ち、積層型熱交換器の性能を調節する為、この積層
型熱交換器の幅寸法（第10図の左右寸法）を変える場合
には、積層するユニット２、２の数を変えるが、各ユニ
ット２、２に流れる冷媒の量を均一化する為には、上記
アダプタ14とユニット２との間で冷媒を流通させる通路
の面積を、積層されたユニット２、２の数に応じて変え
なければならない。

上記通路の面積は、各ユニット２、２を構成する金属
板１、１に形成された通孔７、８及びアダプタ14に形成
した通孔21の面積で決まるが、従来は、ユニット２、２
を積層すべき数に応じて、上記通孔７、８及び通孔21の
面積を変えていた。

この為、互いに幅寸法の異なる積層型熱交換器の種類
に応じた種類だけ、ユニット２、２及びアダプタ14を用
意しなければならず、各部品２、14の製造及び部品管理
の手間が面倒となり、製品コストを高くする原因となっ
ていた。

本考案の積層型熱交換器は、上述の様な不都合を解消
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、前述した従来の積層型熱
交換器と同様に、全周を囲む平坦部と、この平坦部の内
側にＵ字形に形成された浅い第一凹部と、この第一凹部
の両端に形成された深い第二、第三凹部と、第二、第三
凹部の中央部に形成された第一の通孔とをそれぞれ有す
る２枚の金属板を最中状に組み合わせて成るユニットを
複数個、互いに積層すると共に、一端に流体移送管の端
部を接続する為の接続部を、側面に流体を通過させる為
の第二の通孔を、それぞれ設けたアダプタを、上記第一
の通孔と第二の通孔とを整合させた状態で、何れかのユ
ニットの側面に添設する事により構成されている。

更に、本考案の積層型熱交換器に於いては、アダプタ
とこれに対向するユニットについて、上記第一の通孔の
周縁部両端位置と第二の通孔の周縁部両端位置との一方
に舌片状の２個の係止突部を、他方にこの係止突部と係
合する２個の係止切り欠きを、それぞれ形成すると共
に、係止突部同士、或は係止切り欠き同士を結ぶ線と直
角方向に亙る第一の通孔或は第二の通孔の幅寸法を、一
定の最大幅寸法とし、第二の通孔或は第一の通孔の幅寸
法を、上記最大幅寸法以下の寸法とする事により、上記
アダプタとユニットとの間に存在する流体通路の面積を
調節自在としている。

尚、アダプタの厚さ寸法が、隣り合うユニットの間隔
一杯である場合、複数個のユニットを構成する金属板の
内、アダプタと対向する金属板の両端には、第二、第三
凹部を形成しない。

（作用） 上述の様に構成される本考案の積層型熱交換器の作用
自体は、前述した従来の積層型熱交換器と同様である。

但し、本考案の積層型熱交換器に於いては、積層型熱
交換器の性能を調節すべく、積層するユニットの数を変
え、これに伴なってアダプタとユニットとの間で流体を
流通させる通路の面積を変える場合にも、アダプタの第
二の通孔或はこのアダプタに対向するユニットの第一の
通孔の幅寸法を変えるのみで調節自在となる。

この為、第二の通孔を形成したアダプタ又はこのアダ
プタに対向する第一の通孔を形成したユニットの何れか
一方のみを複数種類用意すれば、幅寸法の異なる複数種
類の積層型熱交換器を構成し、且つ各ユニットを流れる
流体の量を均一化する事が出来る。

第一の通孔を形成したユニット又は第二の通孔を形成
したアダプタは、構成する積層型熱交換器の幅寸法が異
なった場合（積層するユニットの数が異なった場合）で
も、通路面積を調節したもののほかは、同じものを使用
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。

第１〜６図は本考案の積層型熱交換器の第一実施例を
示しており、第１図はユニットを構成する金属板の端部
側面図、第２図は第１図の下方から見た図、第３〜５図
はユニットに添設するアダプタを示しており、第３図は
幅寸法の小さな第二の通孔を形成したアダプタを、第４
図は中間の幅寸法を有する第二の通孔を形成したアダプ
タを、第５図は幅寸法の大きな第二の通孔を形成したア
ダプタを、それぞれ示す側面図、第６図はアダプタとユ
ニットとを組み合わせた状態を示す断面図である。

本考案の積層型熱交換器は、前述した従来の積層型熱
交換器と同様、第10〜12図或は第15図に示す様に、１枚
の金属板１に、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第一の
通孔７、８とをそれぞれ有する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
に積層すると共に、一端に流体移送管の端部を接続する
為の接続部16を、側面に流体を通過させる為の第二の通
孔21、21を、それぞれ設けたアダプタ14を、上記第一の
通孔７、８と第二の通孔21、21とを互いに整合させた状
態で、何れかのユニット２の側面に添設する事により構
成されている。尚、アダプタ14の側面と対向する金属板
１には、第６図に示す様に、浅い第一凹部４のみで深い
第二、第三凹部５、６は形成しない。

更に、本考案の積層型熱交換器に於いては、上記アダ
プタ14と対向する金属板１に形成された第一の通孔７、
８の周縁部で、長さ方向（第１図の左右方向）両端位置
に係止突部25、25を、上記両端位置に形成された舌状部
を折り曲げる事により形成している。

又、アダプタ14の側面に形成した第二の通孔21、21の
周縁部で、長さ方向両端位置には、上記係止突部25、25
と係合する係止切り欠き26、26を形成している。

上記金属板１の端部に形成した第一の通孔７、８の幅
寸法Ｗ、即ち、上記係止突部25、25同士を結ぶ線と直角
方向（第１図の上下方向）に亙る寸法を、一定の最大幅
寸法としている。

これと共に、アダプタ14の側面に形成された第二の通
孔21、21の幅寸法ｗを、上記最大幅寸法Ｗ以下（Ｗ≧
ｗ）の寸法としている。

そして、上記第二の通孔21、21の幅寸法ｗを変える事
により、上記アダプタ14とユニット２との間に存在する
流体通路の面積を、調節自在としている。

上述の様に構成される本考案の積層型熱交換器の作用
自体は、前述した従来の積層型熱交換器と同様である。
又、性能を変える場合には、ユニット２、２を積層する
数を変える事により、全体の幅寸法を変える。

但し、本考案の積層型熱交換器に於いては、積層型熱
交換器の性能を調節すべく、積層するユニット２、２の
数を変え、これに伴なってアダプタ14とユニット２、２
との間で冷媒等の流体を流通させる通路の面積を変える
場合にも、第二の通孔21、21の幅寸法ｗを変えるのみで
調節自在となる。

即ち、上記通路の面積を狭くする場合には、第３図に
示す様に、幅寸法ｗが十分に小さな第二の通孔21、21を
形成したアダプタ14を使用し、通路面積を少し広くする
場合には、第４図に示す様に、幅寸法ｗが少し大きな第
二の通孔21、21を形成したアダプタ14を使用し、通路の
面積を十分に広くする場合には、第５図に示す様に、幅
寸法ｗが十分に大きな（第一の通孔７、８の幅寸法Ｗと
同じ程度の幅寸法を有する）第二の通孔21、21を形成し
たアダプタ14を使用する。

上述の様に、互いに幅寸法ｗが異なる第二の通孔21、
21を形成したアダプタ14に於いても、各第二の通孔21、
21の長さ方向両端部に設けた係止切り欠き26、26の間隔
ｌは、金属板１端部の第一の通孔７、８の長さ方向両端
部に形成した係止突部25、25の間隔Ｌと等しい（Ｌ＝
ｌ）為、何れの大きさを有する第二の通孔21、21を形成
したアダプタ14を、ユニット２の側面に添設する場合に
於いても、上記係止突部25、25と係止切り欠き26、26と
が互いに係合し、金属板１により構成されるユニット２
とアダプタ14との位置決めが図られる。

この為、第二の通孔21、21を形成したアダプタ14のみ
を複数種類用意すれば、金属板１、１により構成される
ユニット２、２を１種類用意するのみで、幅寸法の異な
る複数種類の積層型熱交換器を構成し、且つ各ユニット
２、２を流れる流体の量を均一化する事が出来る。金属
板を最中合せにしたユニット２を適当数組合せることに
より熱交換能力を変えた積層型熱交換器を構成すること
ができるが、これと同時に熱交換器内を流れる流体量を
適当量にしなければ熱交換器の効率を十分に高めること
ができない。本考案は、金属板又はアダプタの一方の通
孔面積を変えるだけで流量調節ができる積層型熱交換器
を得させたものである。通孔面積調整は、金属板又はア
ダプタの通孔をプレス作業で穿設するときにその幅を変
えることにより容易に行なえる。

次に、第７〜９図は本考案の第二実施例を示してい
る。

本実施例の場合、金属板１端部の第一の通孔７、８の
長さ方向両端部に形成した２個の舌片状の係止突部25、
25の形状を半円筒状とすると共に、アダプタ14側面の第
二の通孔21、21の長さ方向両端部に形成した係止切り欠
き26、26の形状を、半円弧形としている。このように舌
片状の係止突部を半円筒状とすれば、剛性が高くなるの
で、ユニットとアダプタとの結合を一層強くすることが
できる。これら平板状又は半円筒状の２個の舌片状係止
突部は金属板１をプレス成形するときに容易に形成する
ことができ、実開平1-88188号公報に記載されたような
楕円形立壁の係止突部を形成するよりは工作が容易であ
る。

その他の構成及び作用は、前述した第一実施例の場合
と同様である。

尚、上述の第一、第二実施例に於いては、第一の通孔
７、８の周縁部に係止突部25、25を、第二の通孔21、21
の周縁部に係止切り欠き26、26を、それぞれ形成してい
るが、第一の通孔７、８の周縁部に係止切り欠き26、26
を、第二の通孔21、21の周縁部に係止突部25、25を、そ
れぞれ形成しても良い。

又、流体の通路面積を調節する為、幅寸法を変える通
孔を、第二の通孔21に代えて第一の通孔７、８とする事
も出来る。この場合は、アダプタ14を１種類のみ用意
し、アダプタに対向するユニット２を複数種類用意す
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、異なる種類の積層型熱交換器を造る場合
にも、部品の一部を共用化する事が出来、部品製造上、
部品管理上の手間を軽減して、積層型熱交換器の制作費
低減を図れる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本考案の積層型熱交換器の第一実施例を示
しており、第１図はユニットを構成する金属板のうちの
アダプタに接する金属板の端部側面図、第２図は第１図
の下方から見た図、第３〜５図はユニットに添設するア
ダプタを示しており、第３図は幅寸法の小さな第二の通
孔を形成したアダプタを、第４図は中間の幅寸法を有す
る第二の通孔を形成したアダプタを、第５図は幅寸法の
大きな第二の通孔を形成したアダプタを、それぞれ示す
側面図、第６図はアダプタとユニットとを組み合わせた
状態を示す断面図、第７〜９図は本考案の第二実施例を
示しており、第７図はユニットを構成する金属板の端部
側面図、第８図は第７図の下方から見た図、第９図はユ
ニットに添設するアダプタの側面図、第10図は従来の積
層型熱交換器の第１例を示す正面図、第11図はこの積層
型熱交換器を構成する金属板の側面図、第12図は第11図
のＡ−Ａ断面図、第13図は従来の積層型熱交換器用アダ
プタの１例を示す分解斜視図、第14図は第13図のＢ−Ｂ
断面図、第15図はこのアダプタを積層型熱交換器に組み
込んだ状態を示す略斜視図、第16図はアダプタを組み込
んだ積層型熱交換器内部に於ける流体の流れ方向を示す
略斜視図、第17図は従来の積層型熱交換器の別例を示す
部分分解斜視図、第18図は組み立てた状態を示す部分正
面図である。 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:（第一の）通孔、9:突条、1
0:入口管、11:出口管、12:扁平管部、13:フィン、14:ア
ダプタ、15:本体、16:接続部、17:パッキング、18:蓋
片、19:閉塞部、20:平坦面、21:（第二の）通孔、24、2
5:係止突部、26:係止切り欠き。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】全周を囲む平坦部と、この平坦部の内側に
   Ｕ字形に形成された浅い第一凹部と、この第一凹部の両
   端に形成された深い第二、第三凹部と、第二、第三凹部
   の中央部に形成された第一の通孔とをそれぞれ有する２
   枚の金属板を最中状に組み合わせて成るユニットを複数
   個、互いに積層すると共に、一端に流体移送管の端部を
   接続する為の接続部を、側面に流体を通過させる為の第
   二の通孔を、それぞれ設けたアダプタを、上記第一の通
   孔と第二の通孔とを整合させた状態で、何れかのユニッ
   トの側面に添設した積層型熱交換器に於いて、アダプタ
   とこれに対向するユニットについて、第一の通孔の周縁
   部両端位置と第二の通孔の周縁部両端位置との何れか一
   方に、舌片状の２個の係止突部を、他方にこの係止突部
   と係合する２個の係止切り欠きを、それぞれ形成すると
   共に、係止突部同士、或は係止切り欠き同士を結ぶ線と
   直角方向に亙る第一の通孔或は第二の通孔の幅寸法を、
   一定の最大幅寸法とし、第二の通孔或は第一の通孔の幅
   寸法を、上記最大幅寸法以下の寸法とする事により、上
   記アダプタとユニットとの間に存在する流体通路の面積
   を調節自在とした事を特徴とする積層型熱交換器。
2. 【請求項２】複数個のユニットを構成する金属板の内、
   アダプタと対向する金属板の第一凹部の両端に、第二、
   第三凹部が形成されていない、請求項１の積層型熱交換
   器。