JP6035089B2 - 熱交換器 - Google Patents

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Description

この発明は熱交換器に関する。
たとえば、カーエアコン用コンデンサに用いられる熱交換器として、本出願人は、先に、長手方向を上下方向に向けるとともに互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、長手方向を横方向に向けるとともに両ヘッダタンク間にヘッダタンクの長手方向に間隔をおいて配置されて両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間および両端の熱交換管の外側に配置されたフィンと、両端のフィンの外側に配置されるとともに両端がヘッダタンクに接合されたサイドプレートとを備えており、ヘッダタンクが、両端が開口した筒状タンク本体と、タンク本体の両端開口を閉鎖する閉鎖部材とを有し、サイドプレートの両端部が、それぞれ両ヘッダタンクのタンク本体の周壁における閉鎖部材よりも両端の熱交換管側の部分に形成された貫通穴に通されてタンク本体の周壁にろう付され、サイドプレートの長手方向の中間部にブラケットが設けられている熱交換器を提案した（特許文献１参照）。
特許文献１記載の熱交換器からなるコンデンサは、ブラケットを利用して車両に装着されたり、あるいは特許文献１記載の熱交換器と同様な構成を有するオイルクーラとがブラケットを利用して連結されて使用されるようになっている。
しかしながら、特許文献１記載の熱交換器の場合、サイドプレートの両端部が、それぞれ両ヘッダタンクのタンク本体の周壁における閉鎖部材よりも両端の熱交換管側の部分に形成された貫通穴に通された状態で両タンク本体にろう付されているので、サイドプレートとヘッダタンクのタンク本体の周壁との間に未ろう付部が存在した場合、内部を流れる流体（コンデンサの場合には冷媒）がヘッダタンク外に洩れるおそれがある。
特開２００８−５１４５６号公報
この発明の目的は、上記問題を解決し、ヘッダタンク内からの流体の洩れを防止しうる熱交換器を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
1)互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に並列状に配置されて両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間および両端の熱交換管の外側に配置されたフィンと、両端のフィンの外側に配置されるとともに両端がヘッダタンクに接合されたサイドプレートとを備えており、ヘッダタンクが、両端が開口した筒状タンク本体と、タンク本体の両端開口を閉鎖する閉鎖部材とを有する熱交換器において、
ヘッダタンクのタンク本体の周壁における両端の熱交換管よりもタンク本体の長手方向外側部分にスリットが形成され、当該スリットに、板状の閉鎖部材がタンク本体の外側から嵌め入れられてタンク本体の周壁に接合され、サイドプレートの両端が、タンク本体の周壁における閉鎖部材よりもタンク本体の長手方向外側部分に形成された挿入部内に挿入されてタンク本体の周壁に接合され、タンク本体の周壁における閉鎖部材よりもタンク本体の長手方向外側部分に、排水口が、サイドプレートと干渉せず、かつ閉鎖部材のタンク本体の外側を向いた面の一部分が、排水口の周縁部の一部分となるように形成され、
排水口が、タンク本体の周壁に形成された切り欠きからなり、当該切り欠きが、スリットにおけるタンク本体の長手方向外側縁部からタンク本体の周壁の端面に向かって形成され、かつタンク本体の長手方向外側端部が、スリットとタンク本体の周壁の端面との間に位置している熱交換器。
2)タンク本体の挿入部が、タンク本体の周壁にその端面から形成された切り欠きからなる上記1)記載の熱交換器。
3)タンク本体の挿入部が、タンク本体の周壁に形成された貫通穴からなる上記1)記載の熱交換器。
4)閉鎖部材の周縁部に突起が形成され、タンク本体の周壁に、閉鎖部材の突起が嵌る貫通穴が形成され、閉鎖部材の突起がタンク本体の周壁の貫通穴に通されて先端がかしめられた状態で、閉鎖部材がタンク本体に接合されている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
上記1)の熱交換器によれば、ヘッダタンクのタンク本体の周壁における両端の熱交換管よりもタンク本体の長手方向外側部分にスリットが形成され、当該スリットに、板状の閉鎖部材がタンク本体の外側から嵌め入れられてタンク本体の周壁に接合され、サイドプレートの両端が、タンク本体の周壁における閉鎖部材よりもタンク本体の長手方向外側部分に形成された挿入部内に挿入されてタンク本体の周壁に接合されているので、サイドプレートに大きな荷重が負荷されて、サイドプレートの両端部とタンク本体との接合部に剥離が生じたとしても、ヘッダタンク内からの流体の洩れを防止することができる。したがって、この熱交換器を、たとえばカーエアコンを構成する冷凍サイクルのコンデンサとして用いる場合、サイドプレートを利用してコンデンサを自動車のエンジンルーム内に取り付けたり、あるいはサイドプレートに他部品を取り付けたりすることが可能になる。
上記1)の熱交換器によれば、次の効果を奏する。すなわち、上記1)の熱交換器によれば、タンク本体における閉鎖部材よりもヘッダタンクの長手方向外側部分に水などが溜まり、耐食性が低下するおそれがあるが、タンク本体の周壁における閉鎖部材よりもタンク本体の長手方向外側部分に、排水口が、サイドプレートと干渉せず、かつ閉鎖部材のタンク本体の外側を向いた面の一部分が、排水口の周縁部の一部分となるように形成され、排水口が、タンク本体の周壁に形成された切り欠きからなり、当該切り欠きが、スリットにおけるタンク本体の長手方向外側縁部からタンク本体の周壁の端面に向かって形成され、かつタンク本体の長手方向外側端部が、スリットとタンク本体の周壁の端面との間に位置していると、排水口を通してタンク本体における閉鎖部材よりもタンク本体の長手方向外側部分に溜まる水などを排出することが可能になり、耐食性の低下を防止することができる。
上記4)の熱交換器によれば、熱交換器の製造時の閉鎖部材の位置ずれを防止することができ、閉鎖部材の脱落や接合不良を防止することが可能になる。
この発明の熱交換器を適用したコンデンサの全体構成を示す斜視図である。 図１のコンデンサの一部分を示す風上側から見た垂直断面図である。 図１のコンデンサの右側ヘッダタンクの要部を示す拡大斜視図である。 図１のコンデンサの図３と同じ部分を示す分解斜視図である。 この発明の熱交換器を適用したコンデンサの第２の実施形態を示す図３相当の図である。 この発明の熱交換器を適用したコンデンサの第３の実施形態を示す図３相当の図である。 この発明の熱交換器を適用したコンデンサの第４の実施形態を示す図３相当の図である。 この発明の熱交換器を適用したコンデンサの第５の実施形態を示す図３相当の図である。
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明による熱交換器を、カーエアコン用のコンデンサに適用したものである。
なお、以下の説明において、図１に矢印Ｘで示す方向が風の流れる方向であり、風上側から風下側を見た際の上下、左右、すなわち図１の上下、左右を上下、左右というものとする。また、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
さらに、全図面を通じて同一部分および同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。
図１および図２において、コンデンサ(1)は、長手方向を上下方向に向けた状態で左右方向に間隔をおいて配置された１対のアルミニウム製ヘッダタンク(2)(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間において、幅方向を通風方向に向けるとともに長手方向を左右方向に向けた状態で上下方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダタンク(2)(3)に接続された複数の扁平状アルミニウム製熱交換管(4)と、隣り合う熱交換管(4)どうしの間、ならびに上端の熱交換管(4)の上側および下端の熱交換管(4)の下側に配置されて熱交換管(4)にろう付されたアルミニウム製コルゲートフィン(5)と、上端のコルゲートフィン(5)の上側および下端のコルゲートフィン(5)の下側に配置されてコルゲートフィン(5)にろう付されたアルミニウム製サイドプレート(6)とよりなる。
コンデンサ(1)の各ヘッダタンク(2)(3)は、両端が開口した筒状のアルミニウム製タンク本体(7)と、タンク本体(7)の両端にろう付されてその両端開口を閉鎖するアルミニウム製板状閉鎖部材(8)とからなる。左側ヘッダタンク(2)は、高さ方向の中央部よりも上方において仕切部材(9)により上下２つのヘッダ部(2a)(2b)に仕切られ、右側ヘッダタンク(3)は、高さ方向の中央部よりも下方において仕切部材(11)により上下２つのヘッダ部(3a)(3b)に仕切られている。左側ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)における仕切部材(9)よりも上方の部分に、上ヘッダ部(2a)内に通じるアルミニウム製入口部材(12)がろう付され、右側ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)における仕切部材(11)よりも下方の部分に、下ヘッダ部(3b)内に通じるアルミニウム製出口部材(13)がろう付されている。
図２〜図４に示すように、右側ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)の周壁(7a)における両端の熱交換管(4)よりもタンク本体(7)の長手方向外側部分において、左右方向の外側部分に、周壁(7a)の周方向の略半分にわたるスリット(14)が形成され、同じく左右方向の内側部分に、スリット(14)と同一高さ位置に来るように貫通穴(15)が形成されている。閉鎖部材(8)は、タンク本体(7)の周壁(7a)に囲まれた部分を閉鎖する本体部(8a)と、本体部(8a)の周縁部の右側部分に一体に形成された外方張り出し部(8b)とを備えている。また、閉鎖部材(8)の本体部(8a)の周縁部における左端部に、突起(16)が一体に形成されている。そして、閉鎖部材(8)は、タンク本体(7)の外側からスリット(14)に嵌め入れられるとともに、突起(16)が貫通穴(15)に挿通させられ、突起(16)の先端部が外側からかしめられてタンク本体(7)に仮止めされた状態で、タンク本体(7)の周壁(7a)にろう付されている。詳細な図示は省略したが、左側ヘッダタンク(2)の上下両閉鎖部材(8)および右側ヘッダタンク(3)の下の閉鎖部材(8)も上述したようにしてタンク本体(7)の周壁(7a)にろう付されている。
右側ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)の周壁(7a)における閉鎖部材(8)よりもタンク本体(7)の長手方向外側部分（上側の閉鎖部材(8)よりも上方の部分および下側の閉鎖部材(8)よりも下方の部分）において、タンク本体(7)の周壁(7a)の左側部分に、貫通穴からなりかつサイドプレート(6)の端部が挿入される挿入部(17)が形成されている。挿入部(17)のタンク本体(7)の周壁(7a)の周方向の長さは、サイドプレート(6)の通風方向の幅と等しくなっている。そして、サイドプレート(6)は、端部が挿入部(17)に挿入された状態で、タンク本体(7)の周壁(7a)にろう付されている。詳細な図示は省略したが、上側サイドプレート(6)の左端部および下側サイドプレート(6)の左右両端部も上述したようにしてタンク本体(7)の周壁(7a)にろう付されている。
右側ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)の周壁(7a)における閉鎖部材(8)よりもタンク本体(7)の長手方向外側部分（上側の閉鎖部材(8)よりも上方の部分および下側の閉鎖部材(8)よりも下方の部分）に、排水口(18)が、サイドプレート(6)と干渉しないように形成されている。排水口(18)は、スリット(14)の上下方向外側縁部（スリット(14)におけるタンク本体(7)の長手方向外側縁部）からタンク本体(7)の周壁(7a)の端面に向けて形成され、かつ上下方向外端部（タンク本体(7)の長手方向外側端部）がスリット(14)とタンク本体(7)の周壁(7a)の端面との間に位置する切り欠き(19)からなる。そして、閉鎖部材(8)におけるタンク本体(7)の長手方向外側を向いた面の一部分が、排水口(18)の周縁部の一部分となっている。詳細な図示は省略したが、左側ヘッダタンク(2)の上下両端部および右側ヘッダタンク(3)の下端部にも上述したようにして排水口(18)が形成されている。
コンデンサ(1)は、すべての部品を組み立てて仮止めした後、必要箇所にフラックス懸濁液を塗布し、その後全部品を炉中において一括ろう付することにより製造される。
上述したコンデンサは、圧縮機、気液分離器、減圧器およびエバポレータなどとともに、フロン系冷媒を用いる冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両に搭載される。
図５〜図８はこの発明を適用したコンデンサの他の実施形態を示す。
図５に示すコンデンサの場合、サイドプレート(6)の両端部に幅狭部(21)が設けられている。また、右側ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)の周壁(7a)における閉鎖部材(8)よりもタンク本体(7)の長手方向外側部分において、タンク本体(7)の周壁(7a)の左側部分に、貫通穴からなりかつサイドプレート(6)の幅狭部(21)が挿入される挿入部(20)が形成されている。挿入部(20)のタンク本体(7)の周壁(7a)の周方向の長さは、図１〜図４に示すコンデンサの挿入部(17)のタンク本体(7)の周壁(7a)の周方向の長さよりも短くなっている。そして、サイドプレート(6)の幅狭部(21)が挿入部(20)に挿入された状態で、タンク本体(7)の周壁(7a)にろう付されている。図示は省略したが、上側サイドプレート(6)の左端部および下側サイドプレート(6)の左右両端部も上述したようにしてタンク本体(7)の周壁(7a)にろう付されている。
また、右側ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)の周壁(7a)における閉鎖部材(8)よりもタンク本体(7)の長手方向外側部分において、サイドプレート(6)と干渉しないように形成された排水口(22)は、タンク本体(7)の周壁(7a)の端面からスリット(14)に向けて形成されかつスリット(14)の上下方向外側縁に至る切り欠き(23)からなる。図示は省略したが、左側ヘッダタンク(2)の上下両端部および右側ヘッダタンク(3)の下端部にも上述したようにして排水口(22)が形成されている。
その他の構成は、図１〜図４に示すコンデンサ(1)と同様である。
図６に示すコンデンサの場合、タンク本体(7)の周壁(7a)の切り欠き(23)を含む部分における閉鎖部材(8)よりもタンク本体(7)の長手方向外側部分が切除されている。この切除部を(25)で示す。そして、挿入部(20)を含み、かつ周方向に所定の長さを有する部分だけが残存している。図示は省略したが、左側ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)の上下両端部および右側ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)の下端部にも上述したような切除部(25)が設けられている。
その他の構成は、図５に示すコンデンサ(1)と同様である。
図７に示すコンデンサの場合、サイドプレート(6)の両端部に段部(30)を介して上下方向内側への偏位部(31)が設けられ、偏位部(31)の先端に幅狭部(21)が設けられている。サイドプレート(6)の段部(30)および偏位部(31)を除いた部分の上下方向外面は、タンク本体(7)の周壁(7a)の両端面と同一平面上に位置している。図示は省略したが、上側サイドプレート(6)の左端部および下側サイドプレート(6)の左右両端部も上述したように構成されている。
その他の構成は、図５に示すコンデンサ(1)と同様である。
図８に示すコンデンサの場合、右側ヘッダタンク(3)のタンク本体(7)の周壁(7a)における左側部分に、端面から熱交換管(4)に向けて形成された切り欠きからなりかつサイドプレート(6)の幅狭部(21)が挿入される挿入部(35)が形成されている。そして、サイドプレート(6)の幅狭部(21)が挿入部(35)に挿入された状態で、タンク本体(7)の周壁(7a)にろう付されている。図示は省略したが、上側サイドプレート(6)の左端部および下側サイドプレート(6)の左右両端部も上述したようにしてタンク本体(7)の周壁(7a)にろう付されている。
上述した全ての実施形態においては、図示したように、中実の板状体からなるサイドプレート(6)が用いられているが、これに代えて、熱交換管(4)と同一構成の中空管状体からなるサイドプレートが用いられてもよい。
この発明による熱交換器は、カーエアコンを構成する冷凍サイクルのコンデンサとして好適に用いられる。
(1)：コンデンサ（熱交換器）
(2)(3)：ヘッダタンク
(4)：熱交換管
(5)：コルゲートフィン
(6)：サイドプレート
(7)：タンク本体
(7a)：周壁
(8)：閉鎖部材
(14)：スリット
(15)：貫通穴
(16)：突起
(17)(20)：挿入部
(18)：排水口
(19)：切り欠き
(22)：排水口
(23)：切り欠き
(35)：挿入部

Claims (4)

  1. 互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に並列状に配置されて両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間および両端の熱交換管の外側に配置されたフィンと、両端のフィンの外側に配置されるとともに両端がヘッダタンクに接合されたサイドプレートとを備えており、ヘッダタンクが、両端が開口した筒状タンク本体と、タンク本体の両端開口を閉鎖する閉鎖部材とを有する熱交換器において、
    ヘッダタンクのタンク本体の周壁における両端の熱交換管よりもタンク本体の長手方向外側部分にスリットが形成され、当該スリットに、板状の閉鎖部材がタンク本体の外側から嵌め入れられてタンク本体の周壁に接合され、サイドプレートの両端が、タンク本体の周壁における閉鎖部材よりもタンク本体の長手方向外側部分に形成された挿入部内に挿入されてタンク本体の周壁に接合され、タンク本体の周壁における閉鎖部材よりもタンク本体の長手方向外側部分に、排水口が、サイドプレートと干渉せず、かつ閉鎖部材のタンク本体の外側を向いた面の一部分が排水口の周縁部の一部分となるように形成されており、
    排水口が、タンク本体の周壁に形成された切り欠きからなり、当該切り欠きが、スリットにおけるタンク本体の長手方向外側縁部からタンク本体の周壁の端面に向かって形成され、かつタンク本体の長手方向外側端部が、スリットとタンク本体の周壁の端面との間に位置している熱交換器。
  2. タンク本体の挿入部が、タンク本体の周壁にその端面から形成された切り欠きからなる請求項１記載の熱交換器。
  3. タンク本体の挿入部が、タンク本体の周壁に形成された貫通穴からなる請求項１記載の熱交換器。
  4. 閉鎖部材の周縁部に突起が形成され、タンク本体の周壁に、閉鎖部材の突起が嵌る貫通穴が形成され、閉鎖部材の突起がタンク本体の周壁の貫通穴に通されて先端がかしめられた状態で、閉鎖部材がタンク本体に接合されている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の熱交換器。
JP2012200035A 2012-09-12 2012-09-12 熱交換器 Expired - Fee Related JP6035089B2 (ja)

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