JP2006207377A - 一体型熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】過冷却部を備えた空調用凝縮器と、エンジン冷却器とを一体化した一体型熱交換器において、エンジン高負荷時に空調用凝縮器の過冷却部への熱影響を抑える。
【解決手段】エンジン用冷却器２０のラジエータコア部２１に積層されたチューブ２４のうち、空調用凝縮器３０の過冷却部５０と対向する位置に設けられたチューブ２４Ａの幅を、他の位置に設けられたチューブ２４の幅よりも狭くして、エンジン冷却水の流れるチューブ２４Ａから隣接するチューブ２４へ熱が伝わりにくくすることで過冷却部５０への熱影響を抑えるようにした。
【選択図】 図１

Description

この発明は、エンジン用冷却器と空調用凝縮器とを一体化した一体型熱交換器に関する。

従来より、エンジン用冷却器（ラジエータ）と空調用凝縮器（コンデンサ）とを一体化した一体型熱交換器が知られている。この一体型熱交換器は、別々の部品を配置する場合に比べて大きさ、重量、部品点数を削減することができ、エンジンルームに占めるスペースも小さく、また組み付け工数の削減やコストダウンも可能になるなどの特徴をもっている。

この種の一体型熱交換器の従来例としては、エンジン用冷却器の前面（冷却風流入側）に空調用凝縮器を配置して連結するとともに、それぞれのフィンを連続させて一体形成したものがある（特許文献１参照）。
特許第２７５６２５５号公報

上記従来例では、連続しているフィンに切り欠きやスリットを設けて、前後に配置した熱交換器の熱影響を抑えるような構造となっている。しかしながら、エンジンが高負荷のときにはエンジン冷却水の温度が上昇し、空調用凝縮器側に熱影響が及ぶことがある。現行のエアコンシステムでは、空調用凝縮器の一部に、液化した空調用冷媒を冷却するための過冷却部を設けているため、この部分に熱影響を受けると空調用冷媒の過冷却ができなくなり、エアコンの性能低下を招くという問題点があった。

この発明の目的は、エンジン高負荷時に空調用凝縮器の過冷却部への熱影響を抑えることができる一体型熱交換器を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に係わる発明は、複数のチューブとフィンとを積層したラジエータコア部を有するエンジン用冷却器と、複数のチューブとフィンとを積層したコンデンサコア部を有する空調用凝縮部および複数のチューブとフィンとを積層した過冷却コア部を有する過冷却部からなる空調用凝縮器とを連結するとともに、前記ラジエータコア部、コンデンサコア部および過冷却部に積層される前記フィンを一体に形成した一体型熱交換器において、前記エンジン用冷却器のラジエータコア部に積層されたチューブのうち、前記空調用凝縮器の過冷却部と対向する位置に設けられたチューブの幅を、他の位置に設けられたチューブの幅よりも狭くしたことを特徴とする一体型熱交換器である。

請求項２の発明は、請求項１において、幅を狭くした前記チューブを、その幅方向の後端部が前記エンジン用冷却器の背面と略一致するように配置したことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記フィンに断熱手段を設けたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、過冷却部と対向する位置に配設したチューブのチューブ幅を他のチューブのチューブ幅よりも狭くしたので、対向する位置において隣接するチューブ間の距離が離れ、エンジン高負荷時にエンジン冷却水の温度が上昇しても、幅を狭めたチューブから隣接するチューブへ熱が伝わりにくくなり、エンジン高負荷時の過冷却部への熱影響が抑えられ、この結果、エアコンの性能低下を防止することができる。また、チューブ幅を狭くしたことにより、内部を流れるエンジン冷却水の流速が上がり、このためエンジン冷却水の水温を下げることができる。

請求項２の発明によれば、幅を狭くしたチューブの幅方向の後端部をエンジン用冷却器の背面と略一致するように配設することにより、過冷却部のチューブとエンジン冷却器のチューブとの距離がさらに離れて、エンジン高負荷時に幅を狭めたチューブから隣接するチューブへ熱がより伝わりにくくなるため、過冷却部への熱影響をさらに抑えることができる。

請求項３の発明によれば、フィンに断熱手段を設けることにより、幅を狭めたチューブから隣接するチューブへの熱の伝わりがより少なくなるため、過冷却部への熱影響をさらに抑えることが可能となる。

以下、本発明に係わる一体型熱交換器を実施するための最良の形態について説明する。

図２は本実施例に係わる一体型熱交換器の全体構成を示す斜視図、図３はラジエータコア部の正面図である。

本実施例に係わる一体型熱交換器１０は、図２に示すように、エンジン用冷却器２０と、空調用凝縮器３０とで構成され、これらが一体に連結されている。このうち、空調用凝縮器３０は冷却風１００の流入方向から見て上流側に配置され、エンジン用冷却器２０は下流側に配置されている。

エンジン用冷却器２０は、複数の図示しないチューブと冷却用のフィンとを積層したラジエータコア部２１と、このラジエータコア部２１の両端に配置されたラジエータタンク２２，２３とから構成されている。

空調用凝縮器３０は、ガス状の空調用冷媒を冷却して液状にする空調用凝縮部４０と、この空調用凝縮部４０で液化した空調用冷媒をさらに冷却する過冷却部５０とで構成され、これらが鉛直方向に積層配置されている。

空調用凝縮部４０は、複数の図示しないチューブと冷却用のフィンとを積層したコンデンサコア部４１と、このコンデンサコア部４１の両端に配置されたコンデンサタンク４２，４３とから構成されている。この空調用凝縮部４０には、図示しないリキッドタンクが装着されている。

過冷却部５０は、複数の図示しないチューブと冷却用のフィンとを積層した過冷却コア部５１と、この過冷却コア部５１の両端に配置された過冷却タンク５２，５３とから構成されている。

次に、各コア部の構成を図３を参照しながら説明する。ここではラジエータコア部２１を代表して説明するが、基本的な構造は他のコア部についても同じである。図２において、カッコ内の符号は空調用凝縮部４０、過冷却部５０において対応する部分の符号を示している。

ラジエータコア部２１は、内部にエンジン冷却水が流通するチューブ２４と、波形に成形されたフィン２５とを交互に積層し、最も外側のフィン２５の更に外側にサイドプレート２６を配設したものであり、一体にロウ付け接合されている。このうち、チューブ２４は隣接するチューブ同士の間に冷却風の流通する隙間が確保された状態で高さ方向に並行に積層されており、チューブ２４間の隙間に波形のフィン２５が配設されている。このフィン２５は、ラジエータコア部２１、コンデンサコア部４１および過冷却コア部５１に共通のフィンとして一体に形成されている。

ラジエータタンク２２，２３は、ラジエータコア部２１の両端、すなわち各チューブ２４の長手方向の各端部２４ａに配設されており、内部にエンジン冷却水の流路２７が形成されている。また、ラジエータタンク２２，２３の側面にはチューブ２４を挿入するための図示しないチューブ挿入孔が形成され、各チューブ２４の端部２４ａがロウ付け接合されている。これにより、ラジエータタンク２２，２３の内部に形成された流路２７と各チューブ２４の内部通路とが互いに連通している。なお、エンジン冷却水の入口パイプや出口パイプ、タンク内部を仕切るデバイドプレートなどの付属部品については図示と説明を省略する。

次に、本実施例に特徴的な構成であるラジエータコア部２１のチューブ形状と配置を、図２のＡ−Ａ線断面図である図１を参照しながら説明する（図１ではフィンを省略する）。

図１（ａ）に示すように、空調用凝縮部４０のコンデンサコア部４１と、過冷却部５０の過冷却コア部５１には、等幅のチューブ２４が等間隔で配設されている。一方、エンジン用冷却器２０のラジエータコア部２１では、空調用凝縮部４０のコンデンサコア部４１と対向する位置（符号１１０）にコンデンサコア部４１同じ幅のチューブ２４が配設され、過冷却部５０の過冷却コア部５１と対向する位置（符号１２０）には、チューブ２４よりも幅の狭いチューブ２４Ａが配設されている。図１（ａ）では、チューブ２４Ａの幅方向の中心とチューブ２４の幅方向の中心とが一致するようにチューブ２４Ａを配設している。

本実施例の構成によれば、ラジエータコア部２１において、過冷却部５０の過冷却コア部５１と対向する位置に配設したチューブ２４Ａのチューブ幅を、過冷却コア部５１に配設したチューブ２４のチューブ幅よりも狭くしたので、過冷却コア部５１に配設したチューブ２４と、ラジエータコア部２１に配設したチューブ２４Ａとの距離を離すことができる。したがって、エンジン高負荷時にチューブ２４Ａを流れるエンジン冷却水の温度が上昇しても、チューブ２４Ａから隣接するチューブ２４へ熱が伝わりにくくなり、過冷却部５０への熱影響を抑えることができるため、エンジン高負荷時においても、エアコンの性能低下を防止することができる。

また、チューブ２４Ａのチューブ幅を狭くしたことにより、内部を流れるエンジン冷却水の流速が上がり、このためエンジン冷却水の水温を下げることができる。

上記実施例では、空調用凝縮部４０のコンデンサコア部４１と対向する位置に配設されるラジエータコア部２１のチューブの幅を、コンデンサコア部４１のチューブ２４と同じ幅としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ラジエータコア部２１のチューブ幅とコンデンサコア部４１のチューブ幅が異なっていても良い。

上記実施例では、チューブ２４Ａの幅方向の中心とチューブ２４の幅方向の中心とを一致させた例について示したが、図１（ｂ）に示すように、チューブ２４Ａの幅方向の後端部がラジエータコア部２１（エンジン用冷却器２０）の背面と略一致するようにチューブ２４Ａを配設してもよい。

上記のような構成とした場合は、過冷却コア部５１のチューブ２４と、ラジエータコア部２１のチューブ２４Ａとの距離をさらに離すことができるため、エンジン高負荷時にチューブ２４Ａから隣接するチューブ２４へ熱がより伝わりにくくなって、過冷却部５０への熱影響をさらに抑えることができる。

なお、上記実施例において、連続して一体に形成されたフィン２５に図示しない切り欠きやスリットなどの断熱手段を設けてもよい。この場合は、フィン２５の放熱効果を増すことができるため、チューブ２４Ａから隣接するチューブ２４への熱の伝わりをより少なくして、過冷却部５０への熱影響をさらに抑えることが可能となる。

以上説明したように、本実施例に係わる一体型熱交換器１０においては、過冷却部５０の過冷却コア部５１と対向する位置に配設したチューブ２４Ａのチューブ幅を他のチューブ２４のチューブ幅よりも狭くしたので、対向する位置において隣接するチューブ２４とチューブ２４Ａとの距離が離れて、エンジン高負荷時にエンジン冷却水の温度が上昇しても、チューブ２４Ａから隣接するチューブ２４へ熱が伝わりがにくくなり、過冷却部５０への熱影響が抑えられるため、エアコンの性能低下を防止することができる。また、チューブ２４Ａのチューブ幅を狭くしたことにより、内部を流れるエンジン冷却水の流速が上がり、このためエンジン冷却水の水温を下げることができる（請求項１の効果）。

とくに、チューブ２４Ａの幅方向の後端部がラジエータコア部２１の背面と略一致するようにチューブ２４Ａを配設した場合は、過冷却コア部５１のチューブ２４とラジエータコア部２１のチューブ２４Ａとの距離がさらに離れて、エンジン高負荷時にチューブ２４Ａから隣接するチューブ２４へ熱がより伝わりにくくなるため、過冷却部５０への熱影響をさらに抑えることができる（請求項２の効果）。

さらに、フィン２５に切り欠きやスリットなどの断熱手段を設けることにより、フィン２５の放熱効果が増して、チューブ２４Ａから隣接するチューブ２４への熱の伝わりがより少なくなるため、過冷却部５０への熱影響をさらに抑えることが可能となる（請求項３の効果）。

（ａ），（ｂ）は図２のＡ−Ａ線断面図。（ａ）は幅を狭くしたチューブの幅方向の中心と他のチューブの幅方向の中心とが一致するように配設した例を示す図。（ｂ）は幅を狭くしたチューブの幅方向の後端部がエンジン用冷却器の背面と略一致するように配設した例を示す図。 実施例に係わる一体型熱交換器の全体構成を示す斜視図。 ラジエータコア部の正面図。

符号の説明

１０…一体型熱交換器
２０…エンジン用冷却器
２１…ラジエータコア部
２２，２３…ラジエータタンク
２４，２４Ａ…チューブ
２５…フィン
３０…空調用凝縮器
４０…空調用凝縮部
４１…コンデンサコア部
４２，４３…コンデンサタンク
５０…過冷却部
５１…過冷却コア部
５２，５３…過冷却タンク
１００…冷却風

Claims (3)

1. 複数のチューブとフィンとを積層したラジエータコア部（２１）を有するエンジン用冷却器（２０）と、複数のチューブとフィンとを積層したコンデンサコア部（４１）を有する空調用凝縮部（５０）および過冷却コア部（５１）を有する過冷却部（５０）を備えた空調用凝縮器（３０）とを連結するとともに、前記ラジエータコア部（２１）、コンデンサコア部（４１）および過冷却部（５１）に積層される前記フィンを一体に形成した一体型熱交換器において、
   前記エンジン用冷却器（２０）のラジエータコア部（２１）に積層されたチューブ（２４）のうち、前記空調用凝縮器（３０）の過冷却部（５０）と対向する位置に設けられたチューブ（２４ａ）の幅を、他の位置に設けられたチューブ（２４）の幅よりも狭くしたことを特徴とする一体型熱交換器。
2. 幅を狭くした前記チューブ（２４ａ）を、その幅方向の後端部が前記エンジン用冷却器（２０）の背面と略一致するように配置したことを特徴とする請求項１に記載の一体型熱交換器。
3. 前記フィン（２５）に断熱手段を設けたことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の一体型熱交換器。
   

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