JP2003260927A

JP2003260927A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2003260927A
Application number: JP2002066643A
Authority: JP
Inventors: Akira Sakano; 晃坂野; Kenichi Wada; 賢一和田; Takenori Sakamoto; 武則坂本; Hirotaka Kado; 浩隆門
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2003-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】ヘッダパイプ内の液溜め部の容積を拡大しつ
つ、ヘッダパイプの耐圧性を向上し、しかもラジエータ
等との設置間隔を短縮できる熱交換器を提供する。【解決手段】互いに並設された一対のヘッダパイプ
と、端部が前記ヘッダパイプ内に挿入され一対のヘッダ
パイプを互いに連通するチューブと、各チューブ間に配
設されるフィンと、前記いずれか一方のヘッダパイプ内
に乾燥剤ユニットが収納されるとともに該一方のヘッダ
パイプ内に液溜め部が形成される熱交換器において、前
記乾燥剤ユニットが挿入される一方のヘッダパイプを、
前記乾燥剤ユニットを収納する乾燥剤ユニット収納部
と、前記チューブが挿入されるチューブ挿入部とから構
成し、少なくとも前記乾燥剤ユニット収納部を熱交換器
の厚み方向一方側にオフセットして配置するとともに、
前記一方のヘッダパイプに耐圧性を向上するための補強
部を設けたことを特徴とする熱交換器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いずれか一方のヘ
ッダパイプ内に乾燥剤ユニットが挿入されるとともに該
ヘッダパイプ内に液冷媒を一時的に貯留する液溜め部が
形成される熱交換器に関し、とくに自動車用空調装置の
コンデンサに用いて最適な熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、一対のヘッダパイプと該ヘッ
ダパイプを連通するチューブ等を有する熱交換器として
は、図８に示すようなものが知られている。図におい
て、１００は熱交換器を示しており、熱交換器１００は
一対のヘッダパイプ１０１、１０２を有している。ヘッ
ダパイプ１０１、１０２は、チューブ１０３により連通
されている。ヘッダパイプ１０２の径は、ヘッダパイプ
１０１の径よりも大径になっており、ヘッダパイプ１０
２内には乾燥剤が充填された袋体や該袋体を支持する枠
体等からなる乾燥剤ユニット１０４が収納されている。

【０００３】上記のような熱交換器１００においては、
ヘッダパイプ１０２内部にサブクールコア（過冷却部）
に連通する液溜め部（液冷媒一時貯留部）を形成する必
要がある。また、液溜め部に必要十分な量の液冷媒を貯
留するためには、たとえばヘッダパイプ１０２を大径に
して液溜め容量を十分に確保する必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記熱
交換器１００を自動車用のコンデンサとして利用する場
合には大径化したヘッダパイプ１０２がラジエータ１０
５と干渉するおそれがある。一方、干渉を防止すべく両
者の設置間隔を拡げると以下のような問題が生じるおそ
れがある。つまり、熱交換器１００をエンジンルーム内
に設置する場合、通常、矢印で示す通風方向上流側から
順に熱交換器１００、ラジエータ１０５が設置されるこ
とになるが、両者の干渉を防止するために間隔を拡げる
と熱交換器１００通過後にラジエータ１０５へと流れる
空気の流路が長くなり、熱交換器１００とラジエータ１
０５間で空気洩れが生じ易くなるおそれがある。空気洩
れが生じると結果的にラジエータ１０５の通過風量が減
少するおそれがある。また、ラジエータ１０５の通過風
量を確保すべく、ラジエータ１０５の直下流の吸入ファ
ン（図示略）を作動させると、熱交換器１００とラジエ
ータ１０５との間から熱交換器１００をバイパスし直接
ラジエータ１０５に流入する空気量が増大するため熱交
換器１００の通過風量が減少するおそれがある。

【０００５】本発明の課題は、乾燥剤ユニットが収納さ
れるヘッダパイプの断面積を拡大し、内部に形成される
液溜め部の容積を増大しつつ、ヘッダパイプの耐圧強度
の低下を防止し、さらにラジエータと干渉させることな
く設置間隔を短縮でき、空気洩れによるラジエータの通
過風量の低減等の不具合を防止できる熱交換器を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の熱交換器は、互いに並設された一対のヘッ
ダパイプと、端部が前記ヘッダパイプ内に挿入され一対
のヘッダパイプを互いに連通するチューブと、各チュー
ブ間に配設されるフィンと、前記いずれか一方のヘッダ
パイプ内に乾燥剤ユニットが収納されるとともに該一方
のヘッダパイプ内に液溜め部が形成される熱交換器にお
いて、前記乾燥剤ユニットが挿入される一方のヘッダパ
イプを、前記乾燥剤ユニットを収納する乾燥剤ユニット
収納部と、前記チューブが挿入されるチューブ挿入部と
から構成し、少なくとも前記乾燥剤ユニット収納部を熱
交換器の厚み方向一方側にオフセットして配置するとと
もに、前記一方のヘッダパイプに耐圧性を向上するため
の補強部を設けたことを特徴とするものからなる。

【０００７】上記乾燥剤ユニット収納部の断面積は、チ
ューブ挿入部の断面積よりも大きいことが好ましい。

【０００８】上記乾燥剤ユニット収納部とチューブ挿入
部とは一体に構成することができるが、別体に構成する
こともできる。両者を一体に構成すれば部品点数の増加
を防止できる。また別体に構成すれば乾燥剤ユニット収
納部のみを簡単にオフセットさせることができる。

【０００９】上記補強部は、乾燥剤ユニットが収納させ
る一方のヘッダパイプの一部を肉厚にして設けることが
できる。また、乾燥剤ユニット収納部とチューブ挿入部
とが別体に構成される場合には、両者の接合部に補強部
としての機能を付与することができる。

【００１０】また、上記補強部は、乾燥剤ユニットが収
納される一方のヘッダパイプの内壁に接合されたプレー
トを用いる構造を採用することができる。該プレートに
は乾燥剤ユニット収納部とチューブ挿入部とを連通する
連通孔を形成する必要がある。

【００１１】上記のような熱交換器においては、乾燥剤
ユニットが収納される一方のヘッダパイプは、実質的に
乾燥剤ユニット収納部とチューブ挿入部とから構成され
ており、そして少なくとも乾燥剤ユニット収納部が熱交
換器の厚み方向一方側にオフセットして配置される。し
たがって、液溜め部の容積を増加すべく乾燥剤ユニット
収納部が大径に形成される場合においても、乾燥剤ユニ
ット収納部のみを反ラジエータ側にオフセットさせれば
熱交換器とラジエータとの設置間隔を短縮することがで
きる。また、乾燥剤ユニットが収納される一方のヘッダ
パイプには、該ヘッダパイプの耐圧強度を向上するため
の補強部が設けられているので、上記一方のヘッダパイ
プの断面積が大きくなっても、あるいは上記収納部と挿
入部を異形状に形成し両者を接合してヘッダパイプを構
成するようにしても、上記一方のヘッダパイプに十分な
耐圧強度を付与することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る熱交換器の
望ましい実施の形態について、図面を参照して説明す
る。図１および図２は、本発明の第１実施態様に係る熱
交換器を示している。本実施態様においては、受液器一
体型凝縮器、中でもとくにサブクールタイプコンデンサ
に本発明を適用した場合について説明する。

【００１３】図において、１はサブクールタイプコンデ
ンサを示している。サブクールタイプコンデンサ１は、
上下方向に互いに並行に延びる第２のヘッダパイプ２お
よび第１のヘッダパイプ３と、両ヘッダパイプ２、３間
を連通する、並行に延びる複数の熱交換チューブ４を有
している。各熱交換チューブ４間およびそれらの最外層
部には、コルゲートタイプのフィン５が設けられてい
る。第２のヘッダ２の上部には、冷媒の入口パイプ６
が、下部に冷媒の出口パイプ７が、それぞれ設けられて
いる。

【００１４】第２のヘッダパイプ２内には仕切板８が設
けられており、該仕切板８により、第２のヘッダパイプ
２内が上部空間と下部空間とに区画されている。この仕
切板８により、上記複数の熱交換チューブ４の配設領域
が、コンデンサ１に導入されてきた冷媒を凝縮する冷媒
凝縮コア９と、該冷媒凝縮コア９で凝縮された冷媒をさ
らに過冷却するサブクールコア１０とに区画されてい
る。すなわち、一体に形成された第２のヘッダパイプ２
内に仕切板８を設けることにより、コンデンサ１のコア
全体が、冷媒凝縮コア９とサブクールコア１０とに区画
されている。そして本実施態様では、冷媒凝縮コア９に
おける、並行に延びる複数の熱交換チューブ４によって
形成される冷媒通路が１パス通路に形成されている。し
たがって、入口パイプ６から第２のヘッダパイプ２内に
導入された冷媒は、冷媒凝縮コア９の各熱交換チューブ
４を１パス通路形態で通過して第１のヘッダパイプ３内
に流入し、第１のヘッダパイプ３内を下方に流動した
後、直接、サブクールコア１０への入口側に導入されて
サブクールコア１０の各熱交換チューブ４を通過し、出
口パイプ７から流出される。ただし、冷媒凝縮コア９部
を２パス以上の通路に構成することも可能である。

【００１５】そして、本実施態様では、第１のヘッダパ
イプ３における、サブクールコア１０への入口側に相当
するヘッダ部分が、液冷媒一時貯留部すなわち液溜め部
１１に構成されている。冷媒凝縮コア９からの冷媒、つ
まり、第１のヘッダ３の上部側からの冷媒は、この液溜
め部１１に溜められ、そこからサブクールコア１０の各
熱交換チューブ４へと流入されることになる。

【００１６】第１のヘッダパイプ３は、図２に示すよう
にチューブ４が挿入されるチューブ挿入部１３と、乾燥
剤ユニット１２が収納される乾燥剤ユニット収納部１４
とから構成されている。乾燥剤ユニット１２は、たとえ
ば乾燥剤が充填される袋体と該袋体を支持する枠体等か
らなっている。本実施態様においてはチューブ挿入部１
３と乾燥剤ユニット収納部１４は一つの部材から一体に
構成されている。また、乾燥剤ユニット収納部１４はコ
ンデンサ１の厚み方向（図２の上下方向）の一方側、図
２においてはラジエータ１５の反対側にオフセットされ
ている。

【００１７】また、第１のヘッダパイプ３には、該パイ
プの耐圧性を向上するための補強部が設けられている。
本実施態様においては、チューブ挿入部１３と乾燥剤ユ
ニット収納部１４との略境界に相当する位置に設けられ
た肉厚部１６により補強部が構成されている。なお、図
２からも明らかなように、乾燥剤ユニット収納部１４の
断面積はチューブ挿入部１３の断面積よりも大きくなっ
ている。

【００１８】本実施態様のようなサブクールタイプコン
デンサ１においては、乾燥剤ユニット１２が収納される
第１のヘッダパイプ３は、実質的にチューブ挿入部１３
と乾燥剤ユニット収納部１４とから構成されており、乾
燥剤ユニット収納部１４はコンデンサ１の厚み方向にオ
フセットされている。このため、乾燥剤ユニット収納部
１４の断面積を大きくし液溜め部１１の容積を増加して
も、乾燥剤ユニット収納部１４のみを反ラジエータ側に
オフセットさせれば、コンデンサ１とラジエータ１５と
の干渉を防止しつつ両者の設置間隔を短縮することがで
きる。また、ヘッダパイプ３のチューブ挿入部１３と乾
燥剤ユニット収納部１４の略境界に相当する位置には補
強部としての肉厚部１６が設けられているので、ヘッダ
パイプ３の断面積が大きくなってもヘッダパイプに求め
られる耐圧強度を十分に確保できる。なお、本実施態様
においては肉厚部１６が上記略境界に相当する位置に設
けられているがこれに限定されるものではない。つま
り、ヘッダパイプ３はその断面形状からもわかるよう
に、上記略境界に相当する部分の耐圧強度が最も不足し
ている。このため、最も耐圧強度が不足する部分に補強
部を設けたものである。したがって、補強部の位置や数
はヘッダパイプの断面形状を考慮し最適な位置や数に変
更することができる。

【００１９】また、本実施態様においては、ヘッダパイ
プ３は一つの部材からなっているので、チューブ挿入部
１３、乾燥剤ユニット収納部１４を設けても部品点数の
増加が防止されるので、製造コスト面からも有利であ
る。

【００２０】図３は、本発明の第２実施態様に係るサブ
クールタイプコンデンサの乾燥剤ユニット１７が挿入さ
れる第１のヘッダパイプ１８を示している。ヘッダパイ
プ１８は、１枚の平板を周方向にすき間が形成されるよ
うにロール状に加工したロール状部材１９、２０からな
っており、部材１９の外面と部材２０の内面とを接合
（たとえば、ろう付け）したものから構成されている。
そして、主に部材１９によりチューブ挿入部２１が構成
され、主に部材２０により乾燥剤ユニット収納部２２が
構成されるようになっている。また、本実施態様におい
ても、乾燥剤ユニット収納部２２はラジエータ１５と反
対側にオフセットされている。また、部材１９、２０を
重ね合わせて接合部２３を形成することによりヘッダパ
イプ１８の耐圧強度を向上するようになっている。つま
り、本実施態様においては、接合部２３が補強部として
機能するようになっている。

【００２１】本実施態様においても、上記第１実施態様
の作用に準じて乾燥剤ユニット収納部２２の断面積を拡
げ液溜め部１１の容量を増加しつつ、コンデンサとラジ
エータ１５との設置間隔を短縮できる。また、ヘッダパ
イプ１８の耐圧強度を向上することができる。また、本
実施態様においては、チューブ挿入部２１と乾燥剤ユニ
ット収納部２２とが別部材からなっているので、乾燥剤
ユニット収納部２２のみを容易にオフセットさせること
ができる。

【００２２】図４は、本発明の第３実施態様に係るサブ
クールタイプコンデンサの乾燥剤ユニット２４が収納さ
れる第１のヘッダパイプ２５を示している。ヘッダパイ
プ２５は、チューブ４が挿入されるチューブ挿入部２６
と乾燥剤ユニット２５が収納される乾燥剤ユニット収納
部２７とから構成されている。本実施態様においては、
チューブ挿入部２６と乾燥剤ユニット収納部２７は一つ
の部材から一体に構成されている。また、乾燥剤ユニッ
ト収納部２７は、ラジエータ１５の反対側にオフセット
されている。また、チューブ挿入部２６と乾燥剤ユニッ
ト収納部２７の略境界に相当する位置には、補強部とし
ての肉厚部２８が設けられている。また、両肉厚部２８
の間には、ヘッダパイプ２５の内壁に接合されるプレー
ト２９が設けられており、本実施態様においては肉厚部
２８およびプレート２９により耐圧性を向上するための
補強部が構成されている。

【００２３】プレート２９には、図５、図６に示すよう
にチューブ挿入部２６と乾燥剤ユニット収納部２７とを
連通孔３０が穿設されており、チューブ挿入部２６と乾
燥剤ユニット収納部２７とが互いに連通され冷媒が流通
するようになっている。なお、連通孔３０の形状や数は
とくに限定されるものではなく、冷媒の圧力損失等を考
慮して変更できる。

【００２４】本実施態様においても、上記第１実施態様
の作用に準じて乾燥剤ユニット収納部２７の断面積を拡
げて液溜め部１１の容量を確保しつつ、コンデンサとラ
ジエータとの設置間隔を短縮できる。また、本実施態様
においては、肉厚部２８とプレート２９とから補強部が
構成されているので、ヘッダパイプ２５の耐圧強度を一
層向上することかできる。

【００２５】なお、本実施態様においてはプレート２９
はヘッダパイプ２５とは別部材として構成されているが
一体に構成することも可能である。

【００２６】図７は、本発明の第４実施態様に係るサブ
クールタイプコンデンサの乾燥剤ユニット３１が収納さ
れる第１のヘッダパイプ３２を示している。第１ヘッダ
パイプ３２は、図７に示すように１枚の平板の一端を内
側に丸め込むようにして湾曲させて乾燥剤ユニット収納
部３４を形成した後に、平板の他端を乾燥剤ユニット収
納部３４の外壁に接合させるように丸め込んでチューブ
挿入部３３が形成されるようになっている。そして、上
記平板の一端に相当する端部を第１のヘッダパイプ３２
の内壁に相当する壁にろう付けするとともに、他端に相
当する端部を第１のヘッダパイプ３２の外壁に相当する
壁にろう付けすることにより第１のヘッダパイプ３２が
形成されるようになっている。なお、図７において３６
はフィレットを示している。また、本実施態様において
は、挿入部３３と収納部３４を区画する壁３５が補強部
としての機能を発揮するようになっている。また、壁３
５には、図５、図６に示したような連通孔が形成されて
いる（図示略）。したがって、本実施態様においては、
上記１枚の平板に予め連通孔を形成した後に上述のよう
な湾曲加工が施されるようになっている。

【００２７】本実施態様においても、乾燥剤ユニット収
納部３４を反ラジエータ側にオフセットすることにより
乾燥剤ユニット収納部３４の断面積を拡げて液溜め部１
１の容量を確保しつつ、コンデンサとラジエータ１５の
設置間隔を短縮することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱交換器
によるときは、乾燥剤ユニットが収納されるヘッダパイ
プがチューブ挿入部と乾燥剤ユニット収納部とから構成
され、少なくとも乾燥剤ユニット収納部が熱交換器の厚
み方向の位置方向にオフセットされているので、ヘッダ
パイプの断面積を拡げ液溜め部の容積を増加しつつ、熱
交換器とラジエータとの設置間隔を短縮できる。また、
ヘッダパイプには耐圧性を向上するための補強部が設け
られているので、ヘッダパイプとして耐圧強度を十分に
確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施態様に係る熱交換器の正面図
である。

【図２】図１の熱交換器の第１のヘッダパイプの横断面
図である。

【図３】本発明の第２実施態様に係る熱交換器の第１の
ヘッダパイプの横断面図である。

【図４】本発明の第３実施態様に係る熱交換器の第１の
ヘッダパイプの横断面図である。

【図５】図４の熱交換器の第１のヘッダパイプの部分断
面斜視図である。

【図６】図５とは別の態様のプレートが設置された第１
のヘッダパイプの部分断面斜視図である。

【図７】本発明の第４実施態様に係る熱交換器のヘッダ
パイプの横断面図である。

【図８】従来の熱交換器の横断面図である。

【符号の説明】

１サブクールタイプコンデンサ２第２のヘッダパイプ３、１８、２５、３２第１のヘッダパイプ４熱交換チューブ５フィン６入口パイプ７出口パイプ８仕切板９冷媒凝縮コア１０サブクールコア１１液溜め部１２、１７、２４、３４乾燥剤ユニット１３、２１、２６、３３チューブ挿入部１４、２２、２７乾燥剤ユニット収納部１５ラジエータ１６、２８補強部としての肉厚部１９、２０ロール状部材２３補強部としての接合部２９プレート３０連通孔３５補強部としての壁３６フィレット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂本武則群馬県伊勢崎市寿町20番地サンデン株式会社内 (72)発明者門浩隆群馬県伊勢崎市寿町20番地サンデン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに並設された一対のヘッダパイプ
と、端部が前記ヘッダパイプ内に挿入され一対のヘッダ
パイプを互いに連通するチューブと、各チューブ間に配
設されるフィンと、前記いずれか一方のヘッダパイプ内
に乾燥剤ユニットが収納されるとともに該一方のヘッダ
パイプ内に液溜め部が形成される熱交換器において、前
記乾燥剤ユニットが挿入される一方のヘッダパイプを、
前記乾燥剤ユニットを収納する乾燥剤ユニット収納部
と、前記チューブが挿入されるチューブ挿入部とから構
成し、少なくとも前記乾燥剤ユニット収納部を熱交換器
の厚み方向一方側にオフセットして配置するとともに、
前記一方のヘッダパイプに耐圧性を向上するための補強
部を設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】前記乾燥剤ユニット収納部の断面積がチ
ューブ挿入部の断面積よりも大きい、請求項１の熱交換
器。
【請求項３】前記乾燥剤ユニット収納部とチューブ挿
入部とが一体に構成されている、請求項１または２の熱
交換器。
【請求項４】前記補強部が乾燥剤ユニットが収納され
る一方のヘッダパイプの一部に形成された肉厚部からな
る、請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】前記補強部が乾燥剤ユニット収納部とチ
ューブ挿入部との接合部からなる、請求項１または２の
熱交換器。
【請求項６】前記補強部が乾燥剤ユニットが収納され
る一方のヘッダパイプの内壁に接合されたプレートを有
しており、該プレートに前記乾燥剤ユニット収納部とチ
ューブ挿入部とを連通する連通孔が形成されている、請
求項１ないし５のいずれかに記載の熱交換器。