JP3674129B2 - Heterogeneous core integrated heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相互に異種のコア部(熱交換部)を一体化した熱交換器に関するもので、特に車両の駆動源であるエンジンのラジエータと車両用空調装置のコンデンサとの一体化に適用して有効である。
【0002】
【従来の技術】
従来は、車両完成後に車両販売店等で車両用空調装置を車両に組付けていたが、近年、車両用空調装置が車両に標準的装備されるようになったため、車両組み立て工程において、車両用部品とともに車両用空調装置も組付けるようになってきた。
【0003】
そこで、車両部品であるランジエータと車両用空調装置部品であるコンデンサとを一体化にすることにより、両者の小型化を図るとともに組付け工数の低減を図るべく、ラジエータやコンデンサ等の異種のコア部を一体化した熱交換器が多数提案されている。そして、例えば実公平5−40265号公報に記載の考案では、両コア部の両端側略全体を被覆するようなサイドプレートにて、両コア部を連結結合している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の考案では、両コア部の両端側略全体を被覆するようなサイドプレートにて、両コア部を連結結合しているので、サイドプレートを介して高温側のコア部から低温側のコア部へ熱の移動が発生してしまう。そのため、熱移動先のコア部では、熱交換効率が低下するという問題が発生していた。すなわち、ラジエータコア部とコンデンサコア部とを一体化した場合には、ラジエータコア部の熱がコンデンサコア部に移動する(ラジエータコア部内冷却水温度の方が、コンデンサコア部内冷媒温度より高い)ので、コンデンサコア部の熱交換効率が低下するという問題が発生していた。
【0005】
本発明は、上記点に鑑み、異種のコア部を一体化した熱交換器において、熱の移動先コア部の熱交換効率の低下を抑制することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項1に記載の発明では、両コア部(2、3)を結合するサイドプレート(4)は、その長手方向の一端部側で第1コア部タンク(5、6)と第2コア部タンク(7、8)に組みつけられており、サイドプレート(4)のうち両コア部(2、3)間の所定隙間(46)に相当する部位には、サイドプレート(4)を伝導して両コア部(2、3)間を移動する熱を遮断する熱遮断部(41、41a)が形成され、熱遮断部(41、41a)は、サイドプレート(4)の一部を切断する切欠部(41、41a)によって構成されていることを特徴とする。
【0007】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の異種コア一体型熱交換器において、切欠部(41a)は、サイドプレート(4)の長手方向の一端部に形成されていることを特徴とする。
【0008】
請求項3に記載の発明では、請求項1に記載の熱交換機において、切欠部(41、41a)は、サイドプレートの長手方向に並んで複数本形成されていることを特徴とする。請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の異種コア一体型熱交換器において、複数本の切欠部(41、41a)は、サイドプレート4の長手方向の一端部に形成された切欠部(41a)を有し、この切欠部(41a)より第1、第2コア部タンク(5、6、7、8)側には、隣合う2つ切欠部間の結合部分(42)が形成されていないことを特徴とする。請求項5に記載の発明では、第1コア部(2)は、車両用空調装置の冷媒を凝縮するコンデンサコア部(2)であり、第2コア部(3)は、車両用エンジンの冷却用ラジエータコア部(3)であることを特徴とする。
【0009】
次に作用効果を述べる。請求項1〜4に記載の発明によれば、両コア部(2、3)を結合するサイドプレート(4)のうち両コア部(2、3)間の所定隙間(46)に相当する部位には、サイドプレート(4)を伝導して両コア部(2、3)間を移動する熱を遮断する熱遮断部(41、41a)が形成され、熱遮断部(41、41a)は、サイドプレート(4)の一部を切断する切欠部(41、41a)によって構成されているので、熱移動先コア部の熱交換効率の低下を抑制することができる。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、切欠部(41a)は、サイドプレート(4)の長手方向の一端部、すなわち後述するように、熱移動量の最も大きいサイドプレート(4)の第1、第2コア部タンク(5、6、7、8)側端部に形成されているので、熱の移動量を有効に遮断することができる。
【0011】
請求項5に記載の発明によれば、第1コア部(2)は、車両用空調装置の冷媒を凝縮するコンデンサコア部(2)を成し、第2コア部(3)は、車両用エンジンの冷却用ラジエータコア部(3)を成しているので、ラジエータコア部(3)からコンデンサコア部(2)への熱移動を抑制することができる。延いては、コンデンサコア部(2)での熱交換効率の低減を防止することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施の形態について説明する。
(第1実施形態)
本実施形態は、第1コア部として車両空調装置用のコンデンサコア部を、第2コア部としてエンジン冷却用ラジエータコア部を用いた車両用熱交換器である。通常、コンデンサコア部を流れる冷媒の温度は、ラジエータコア部を流れるエンジン冷却水の温度に比べて低いので、この異種コア一体型熱交換器(以下、熱交換器と略す。)はコンデンサコア部をラジエータコア部より空気流れ上流に配置して、空気流れに対して直列に並んでエンジンルームの最前部に配置されている。以下に図1、2を用いて本実施形態に係る熱交換器の形状を述べる。
【0013】
図1は、本実施形態に係る熱交換器1の斜視図であり、図2は図1のA−A断面図である。2はコンデンサコア部であり、3はラジエータコア部である。そして、両コア部2、3は、互いに熱伝導を遮断するために後述する両チューブ間に所定の隙間46を有して空気流れに直列に並んでいる。
コンデンサコア部2は、偏平形状に形成された冷媒の通路をなすコンデンサチューブ21と、このコンデンサチューブ21にろう付けされたコルゲート状(波形状)の冷却フィン22とから構成されている。
【0014】
また、ラジエータコア部3もコンデンサコア部2と同様な構造をしており、コンデンサチューブ21と平行に配置されたラジエータチューブ31と、冷却フィン32とから構成されている。そして、これらのチューブ21、31と冷却フィン22、32とは交互に積層されて、冷却フィン22、32の表裏両面に被覆されたろう材にて各々ろう付けされている。
【0015】
なお、両冷却フィン22、32には、熱交換を促進するためのルーバ22a、32aが形成されており、両冷却フィン22、32は、ローラ成形法等によりルーバ22a、32aとともに一体に成形されている。
また、4は両コア部2、3の補強部材をなすサイドプレートで、このサイドプレート4は、図1に示すように、両コア部2、3の両端に配置されて両コア部2、3を結合している。このサイドプレート4は、図2に示すように、空気流れ方向の断面形状を略コの字状として、1枚のアルミニウム板から一体形成されている。
【0016】
そして、サイドプレート4のうち両コア部2、3間の隙間46に相当する部位には、サイドプレート4を伝導して両コア部2、3間を移動する熱を遮断する熱遮断部をなす切欠部41が形成されている。切欠部41は、図3に示すように、サイドプレート4の一部を切断除去するように、サイドプレート4の長手方向に並んで複数本形成されており、この切欠部41の大きさは、両コア部2、3間の熱移動を有効に遮断するとともに、補強部材として機械的強度を損なわない程度に形成しなければならない。なお、切欠部41の寸法のうち空気流れ方向の寸法は、図2に示すように、両コア部2、3間距離Lに等しい。
【0017】
因みに、これら複数本の切欠部41のうち熱遮断部として最も重要な切欠部41は、サイドプレート4の長手方向端部、すなわち後述するタンク5、6、7、8側の切欠部41aで(図1参照)、この切欠部41aよりタンク5、6、7、8側には、結合部分42(隣合う2つ切欠部41間の部位)が形成されていない。
【0018】
ところで、図1の5は図示されていないエンジンからの高温の冷却水を各ラジエータチューブ31に分配する第1ラジエータタンクで、6は熱交換を終えた低温の冷却水を各ラジエータチューブ31から集合させてエンジンに供給する第2ラジータタンクである。また、7は図示されていない車両用空調装置の圧縮機から圧送された高圧の気相冷媒を各コンデンサチューブ21に分配する第1コンデンサタンクで、8はコンデンサコア部2で凝縮した液相冷媒を各コンデンサチューブ21から集合させて図示されていない車両用空調装置の減圧器に供給する第2コンデンサタンクである。
【0019】
なお、これらのタンク5、6、7、8は、アルミニウム製の円筒部材5a、6a、7a、8aの両端側開口部をアルミニウム製のキャップ5b、6b、7b、8bにて閉塞して形成されており、円筒部材5a、6a、7a、8aとキャップ5b、6b、7b、8bとは、ろう付けにて結合している。
次に本実施形態に係る熱交換器1の組付け方法についての概略を述べる。
【0020】
図4の(B)に示すようなフィン位置決め治具100に対して、図4の(A)に示すように、先ず、切欠部41にフィン位置決め治具100の板状突起部101が挿入されるようにサイドプレート4を置く。なお、板等突起部101の板厚lは、両コア部間距離Lに等しくなっている。そして、両チューブ21、31および両冷却フィン22、32をフィン位置決め治具100の板状突起部101に接するように順次積層し、最後にサイドプレート4を積層する。
【0021】
次に、タンク5、6、7、8に形成された長穴5c、6c、7c、8cに両チューブ21、31およびサイドプレート4の長手方向端部が挿入されるようにタンク5、6、7、8を組付ける。そして、仮組付けされた熱交換器を炉内に入れ、加熱してろう付けを行う。
次に本実施形態の特徴を述べる。
【0022】
本実施形態に係る熱交換器1によれば、サイドプレート4のうち両コア部2、3間の隙間46に相当する部位には、サイドプレート4を伝導して両コア部2、3間を移動する熱を遮断する熱遮断部をなす切欠部41が形成されているので、ラジエータコア部3からコンデンサコア部3への熱移動を抑制することができる。したがって、コンデンサコア部2での熱交換効率の低下を抑制することができる。
【0023】
ところで、サイドプレート4の長手方向部位のうち、高温の冷却水が流入する第1ラジエータタンク5側の部位は、両コア部2、3間の温度差が最も大きくなるので、サイドプレート4の長手方向端部のうち、この第1ラジエータタンク5側の部位が最も熱移動量が大きい。因みに、コンデンサコア部2内では、冷媒は主に相変化を行うので冷媒温度変化は無視できる。
【0024】
そして、本実施形態に係るサイドプレート4では、この最も熱移動量の大きい部位に切欠部41aが設けられているので、ラジエータコア部3からコンデンサコア部3への熱移動をさらに良く抑制することができる。
また、サイドプレート4の切欠部41aより第1ラジエータタンク5側には、結合部分42が形成されていないので、第1ラジエータタンク5から最も近い結合部分42までの距離が長くなり、第1ラジエータタンク5から第1コンデンサタンク7までの熱伝達経路が長くなる。したがって、ラジエータコア部3からコンデンサコア部3への熱移動をより一層抑制することができる。
【0025】
また、サイドプレート4に切欠部41、41aが形成されているので、両コア部2、3間に侵入した虫や塵埃等が切欠部41、41aから熱交換器1の外部(具体的には、車両下方)に排出される。したがって、虫や塵埃等が両コア部2、3間に蓄積されることが抑制されるので、空気下流側に位置するラジエータコア部3への風量不足等を原因とするラジエータコア部3の熱交換効率の低減を抑制することができる。
【0026】
また、上述の熱交換器1の組付け方法によれば、両チューブ21、31および両冷却フィン22、32をフィン位置決め治具100の板状突起部101に接するように順次積層することにより、両チューブ21、31および両冷却フィン22、32間の隙間46を容易に設定することができるので、熱交換器1の組付け製造性が向上する。延いては、熱交換器の製造原価低減を図ることができる。
【0027】
また、切欠部41に板状突起部101を挿入することにより、熱交換器1に対するフィン位置決め治具100の位置決めを容易に行うことができるので、新たな治具等を必要としないので、新たな設備投資および設計変更等を抑制することができる。
(第2実施形態)
本実施形態は、サイドプレート4の機械的強度の向上を図ったものである。
【0028】
すなわち、図5に示すように、切欠部41、41aを形成する際に、切欠部41、41aに相当する部位を切断除去せず、いわゆるバーリング形状とするものである。つまり、バーリング形状とすることにより折曲部43が形成されるので、サイドプレート4の曲げ剛性(断面二次モーメント)が大きくなり、サイドプレート4の機械的強度が向上する。
【0029】
また、切欠部41、41aに相当する部位を切断除去せず、バーリング形状とするので廃材が減少する。延いては、産業廃棄物の減少を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る熱交換器の斜視図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】サイドプレートの2面図である。
【図4】第1実施形態に係る熱交換器の組付け状態を示す分解斜視図である。
【図5】本発明の第2実施形態に係る熱交換器の断面図であって、図1のA−A断面に相当する断面図である。
【符号の説明】
1…異種コア一体型熱交換器、2…コンデンサコア部、
3…ラジエータコア部、4…サイドプレート、5…第1ラジエータタンク、
6…第2ラジエータタンク、7…第1コンデンサタンク、
8…第2コンデンサタンク、21…コンデンサチューブ、
22…冷却フィン、31…ラジエータチューブ、32…冷却フィン、
22a、32a…ルーバ、41、41a…切欠部、42…結合部、
43…折曲部46…隙間。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger in which different types of core parts (heat exchange parts) are integrated with each other, and is particularly applicable to the integration of an engine radiator as a vehicle drive source and a condenser of a vehicle air conditioner. It is effective.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, vehicle air conditioners have been assembled to vehicles at vehicle dealers after completion of the vehicle, but in recent years, vehicle air conditioners have become standard equipment on vehicles. Vehicle air conditioners have also been assembled along with parts.
[0003]
Therefore, by integrating the radiator, which is a vehicle component, and the capacitor, which is a vehicle air conditioner component, to reduce the size and reduce the number of assembly steps, different core parts such as radiators and capacitors are used. Many heat exchangers have been proposed. For example, in the device described in Japanese Utility Model Publication No. 5-40265, both core portions are coupled and connected by a side plate that covers substantially the entire ends of both core portions.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the device described in the above publication, since both the core portions are connected and joined by the side plate that covers substantially the entire both end sides of the both core portions, from the high temperature side core portion via the side plate. Heat transfer occurs to the core portion on the low temperature side. For this reason, there has been a problem that the heat exchange efficiency is reduced in the core portion of the heat transfer destination. That is, when the radiator core part and the condenser core part are integrated, the heat of the radiator core part moves to the condenser core part (the cooling water temperature in the radiator core part is higher than the refrigerant temperature in the condenser core part). There has been a problem that the heat exchange efficiency of the capacitor core portion is reduced.
[0005]
In view of the above points, an object of the present invention is to suppress a decrease in heat exchange efficiency of a heat transfer destination core part in a heat exchanger in which different core parts are integrated.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention uses the following technical means. In the first aspect of the present invention, the side plate (4) that couples both the core portions (2, 3) has a first core portion tank (5, 6) and a second core portion on one end side in the longitudinal direction. It is assembled to the tanks (7, 8), and the side plate (4) is conducted to the portion corresponding to the predetermined gap (46) between the core parts (2, 3) of the side plate (4). Thus, heat blocking portions ( 41, 41 a) that block heat moving between the core portions (2, 3) are formed , and the heat blocking portions ( 41, 41 a) cut a part of the side plate (4). It is characterized by being constituted by notches (41, 41a) .
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the heterogeneous core integrated heat exchanger according to the first aspect, the notch (41a) is formed at one end in the longitudinal direction of the side plate (4). to.
[0008]
In the invention described in
[0009]
Next, operational effects will be described. According to invention of Claims 1-4, the site | part corresponded to the predetermined clearance gap (46) between both core parts (2, 3) among the side plates (4) which couple | bond both core parts (2, 3). Are formed with heat blocking portions ( 41, 41 a) that block the heat that travels between the core portions (2, 3) through the side plate (4), and the heat blocking portions ( 41, 41 a) Since it is comprised by the notch part (41, 41a) which cut | disconnects a part of side plate (4), the fall of the heat exchange efficiency of a heat transfer destination core part can be suppressed.
[0010]
According to the second aspect of the present invention, the notch (41a) is one end in the longitudinal direction of the side plate (4), that is, the first of the side plate (4) having the largest heat transfer amount, as will be described later . Since it is formed at the second core portion tank (5, 6, 7, 8) side end, the amount of heat transfer can be effectively blocked .
[0011]
According to invention of
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention shown in the drawings will be described.
(First embodiment)
This embodiment is a vehicle heat exchanger using a condenser core part for a vehicle air conditioner as a first core part and a radiator core part for engine cooling as a second core part. Usually, the temperature of the refrigerant flowing through the condenser core portion is lower than the temperature of the engine cooling water flowing through the radiator core portion. Therefore, this heterogeneous core integrated heat exchanger (hereinafter abbreviated as heat exchanger) is the condenser core portion. Are arranged upstream of the radiator core portion in the air flow, and are arranged in series with the air flow in the foremost portion of the engine room. The shape of the heat exchanger according to this embodiment will be described below with reference to FIGS.
[0013]
FIG. 1 is a perspective view of a
The capacitor core portion 2 includes a
[0014]
The
[0015]
The cooling
[0016]
A portion of the
[0017]
Incidentally, the most
[0018]
Incidentally, 5 in FIG. 1 is a first radiator tank that distributes high-temperature cooling water from an engine (not shown) to each
[0019]
The
Next, the outline about the assembling method of the
[0020]
With respect to the
[0021]
Next, the
Next, features of this embodiment will be described.
[0022]
According to the
[0023]
By the way, among the longitudinal direction parts of the
[0024]
And in the
Further, since the
[0025]
In addition, since the
[0026]
Further, according to the method for assembling the
[0027]
Moreover, since the
(Second Embodiment)
In the present embodiment, the mechanical strength of the
[0028]
That is, as shown in FIG. 5, when the
[0029]
Further, the portions corresponding to the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a heat exchanger according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
FIG. 3 is a two-side view of a side plate.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing an assembled state of the heat exchanger according to the first embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view corresponding to the AA cross section of FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... heat exchanger with integrated different core, 2 ... capacitor core,
3 ... radiator core, 4 ... side plate, 5 ... first radiator tank,
6 ... 2nd radiator tank, 7 ... 1st capacitor tank,
8 ... Second capacitor tank, 21 ... Condenser tube,
22 ... Cooling fins, 31 ... Radiator tube, 32 ... Cooling fins,
22a, 32a ... louver, 41, 41a ... notch, 42 ... coupling part,
43 ...
Claims (5)
前記第1コア部(2)の被熱交換媒体流れ下流側に、所定の隙間(46)を有して配置され、第2媒体の通路をなし前記第1コア部のチューブ(21)と平行に配置されたチューブ(31)と、冷却フィン(32)とを有し、前記第2媒体と被熱交換媒体との間で熱交換を行う第2コア部(3)と、
前記両コア部(2、3)の端部に配置され、両コア部(2、3)を結合するサイドプレート(4)と、
前記第1コア部(2)の端部のうち前記サイドプレート(4)が配置されていない側の端部に配置され、前記第1冷媒を前記第1コア部のチューブ(21)に分配集合させる第1コア部タンク(5、6)と、
前記第2コア部(3)の端部のうち前記サイドプレート(4)が配置されていない側の端部に配置され、前記第2冷媒を前記第2コア部のチューブ(31)に分配集合させる第2コア部タンク(7、8)とを有し、
前記サイドプレート(4)は、その長手方向の一端部側で前記第1コア部タンク(5、6)と前記第2コア部タンク(7、8)に組みつけられており、
前記サイドプレート(4)のうち前記両コア部(2、3)間の隙間(46)に相当する部位には、前記サイドプレート(4)を伝導して前記両コア部(2、3)間を移動する熱を遮断する熱遮断部(41、41a)が形成され、前記熱遮断部(41、41a)は、前記サイドプレート(4)の一部を切断する切欠部(41、41a)によって構成されていることを特徴とする異種コア一体型熱交換器。 A first core section (2) having a tube (21) forming a passage of the first medium and a cooling fin (22), and performing heat exchange between the first medium and the heat exchange medium;
The first core portion (2) is disposed downstream of the heat exchange medium flow with a predetermined gap (46), forms a passage for the second medium, and is parallel to the tube (21) of the first core portion. A second core portion (3) having a tube (31) and a cooling fin (32) disposed on the second core and performing heat exchange between the second medium and the heat exchange medium;
A side plate (4) that is disposed at the end of both core parts (2, 3) and joins both core parts (2, 3) ;
Disposed at the end of the first core portion (2) on the side where the side plate (4) is not disposed, and distributes the first refrigerant to the tube (21) of the first core portion. A first core tank (5, 6)
Disposed at the end of the second core portion (3) on the side where the side plate (4) is not disposed, and the second refrigerant is distributed to the tube (31) of the second core portion. A second core tank (7, 8)
The side plate (4) is assembled to the first core tank (5, 6) and the second core tank (7, 8) on one end side in the longitudinal direction,
A portion of the side plate (4) corresponding to a gap (46) between the core portions (2, 3) is conducted between the core portions (2, 3) through the side plate (4). Are formed by notches ( 41, 41a) for cutting part of the side plate (4). A heterogeneous core-integrated heat exchanger characterized by being configured .
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