JP2002031494A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配管スペースや設置スペースのコンパクト化
を図り、流体の出入口管をヘッダーパイプに集中して接
続して、その配管作業やメンテナンスの作業性を改善で
きる熱交換器提供すること。 【解決手段】 複数のチューブ１２の出入口と連通する
ヘッダーパイプ２，３２の内部に複数の室を軸方向に区
画し、該室に連通するヘッダーパイプの閉塞端に出入口
管２４，２５を接続した熱交換器１において、上記出入
口管をヘッダーパイプの一箇所に接続した熱交換器であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配管作業やメンテ
ナンスに至便な熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用空調装置に装備される熱交
換器としてのコンデンサの中には、例えば特開昭６３−
３４４６６号公報のように、一対のヘッダーパイプを左
右に配設し、これらの上下端部に冷媒の出入口管を接続
するとともに、ヘッダーパイプの間に多数の冷媒チュー
ブを平行に配設したものが知られている。

【０００３】前記従来の熱交換器は、コンデンサの正面
形状が矩形に構成されているため、概して広い設置スペ
ースを要し、また、エンジンルームの状況に応じた設置
が困難になる上に、出入口管をヘッダーパイプの上下位
置に別々に接続しているため、近時のようにエンジンル
ームの密集下では、冷媒導管の配管作業やメンテナンス
に困難を極めていた。

【０００４】このため、特開平２−４０４９５号公報で
開示された熱交換器は、コンデンサの中央位置にヘッダ
ーパイプを配設し、該パイプの内部を入口ヘッダーと出
口ヘッダーとに区画し、これらに各一対の出入口側チュ
ーブを連通させ、冷媒流路を平面Ｕ字形状に形成する一
方、ヘッダーパイプの上下端部に流出入パイプを接続
し、上記出入口側チューブの長さをヘッダーパイプの取
り付け高さによって相違させ、コンデンサの正面形状を
異形に構成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしこのものでは、
一対の出入口側チューブをヘッダーパイプの周面に前後
して配設しているため、ヘッダーパイプの大径化とコン
デンサの前後方向の幅広化を助長して、設置スペースの
コンパクト化を十分に図れない上に、ヘッダーパイプの
上下端部に流出入パイプを別々に接続しているため、冷
媒導管の配管やメンテナンスの作業性が悪いという問題
があった。

【０００６】本発明はこのような問題を解決し、配管ス
ペースや設置スペースのコンパクト化を十分図ることが
できるとともに、流体の出入口管をヘッダーパイプに集
中して接続して、その配管作業やメンテナンスの作業性
を改善できる熱交換器を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の熱交
換器は、複数のチューブの出入口と連通するヘッダーパ
イプの内部に複数の室を軸方向に区画し、該室に連通す
るヘッダーパイプの閉塞端に出入口管を接続した熱交換
器において、上記出入口管をヘッダーパイプの一箇所、
例えば同側端部に接続して、配管スペースや設置スペー
スのコンパクト化を図れるとともに、出入口管の接続を
容易かつ迅速に行えるようにして、その配管作業やメン
テナンスの作業性を改善できるようにしたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両用空調装置に
装備する熱交換器としてのコンデンサに適用した図示具
体例について説明すると、図１乃至図４において１は熱
交換器であるコンデンサで、単一のヘッダーパイプ２を
有し、該パイプ２は図４（ａ）のように、略楕円形の断
面に成形されたアルミニウム成形材からなり、その内部
に仕切壁３，４を一体成型して、管内部を軸方向に流体
入口室と、流体出入口と液溜室の三室に区画している。

【０００９】すなわち、ヘッダーパイプ２の上部には、
流体入口室５ａと流体出口室６ａと液溜室７が配設さ
れ、上記流体入口室５ａの下端は隔板８で閉塞され、ま
た、液溜室７はヘッダーパイプ２の上下に亘って連通し
ている。

【００１０】ヘッダーパイプ２の中間部には、流体出口
室６ａに連通する流体入口室５ｂと、隔板９で上端を閉
塞した流体出口室６ｂと、液溜室７が配設されていて、
上記流体入口室５ｂの下端は隔板１０で閉塞されてい
る。

【００１１】更に、ヘッダーパイプ２の下部には、流体
出口室６ｂに連通する流体入口室５ｃと、上端を隔板１
１で閉塞した流体出口室６ｃと、液溜室７が配設されて
いて、流体出口室６ｃの下部は液溜室７に連通してい
る。

【００１２】この場合、上記のようにヘッダーパイプ２
を単一部材で一体に構成する代わりに、図４（ｂ）のよ
うに矩形管状の型材２ａと、その両側に配設する半円管
状の端部材２ｂ、２ｃとの、複数部材で構成することも
可能である。

【００１３】上記ヘッダーパイプ２の周面には、略Ｕ字
形状の扁平のチューブ１２が複数突設され、これらのう
ち最上部から中間部までのチューブ１２の長さは同長に
形成され、また中間部から最下部までのチューブ１２の
長さは、次第に短小に形成されていて、それらの屈曲部
を略く字形状のエンドプレート１３で支持し、コンデン
サコアの正面形状を異形に構成しており、これらチュー
ブ１２の間に放熱フィン１４を配設している。

【００１４】上記チューブ１２の両端は若干長さが相違
しており、このうち短小側の一端は各流体入口室５ａ，
５ｂ，５ｃに挿入され、この他端は流体出口室６ａ，６
ｂ，６ｃに挿入されている。

【００１５】ヘッダーパイプ２の上下端部はキャップ１
５，１６で閉塞され、このうちキャップ１６は厚肉の楕
円形板で構成され、その板面に一対の貫通孔１７，１８
とネジ孔１９が形成されていて、該キャップ１６に連結
板２０が接続されている。

【００１６】連結板２０はキャップ１６と略同厚の板体
で構成され、その板面には一対の通孔２１，２２とボル
ト挿通孔２３が形成されていて、上記通孔２１，２２に
出入口管２４，２５が挿入されている。

【００１７】入口管２４の一端はコンプレッサ（図示
略）に連通し、また出口管２５の一端は膨張弁（図示
略）に連通していて、これらの他端が０リングを介し
て、貫通孔１７，１８に気密かつ液密に挿入されてお
り、かつこの管端部には鍔部２６，２７が突設されてい
て、これらが貫通孔１７，１８と通孔２１，２２の口縁
部に係合している。

【００１８】図中、２８はボルトで、ボルト挿通孔２３
を介してネジ孔１９にねじ込まれている。２９はバネ座
金、３０はワッシャ、３１は液出口室７に滞留した凝縮
液である。

【００１９】図５乃至図９は本発明の他の具体例を示
し、前述の具体例と対応する構成部分には同一の符号を
用いている。

【００２０】このうち、図５乃至図８で示す具体例は、
単一のヘッダーパイプ２の代わりに二つのヘッダーパイ
プ２，３２を備え、一方のヘッダーパイプ２は、図７
（ａ）のように略楕円形の断面に成形されたアルミニウ
ムの成形材からなり、その内部に仕切壁３を一体成型し
て、管内部を前記のような三室の代わりに二室に区画し
ている。

【００２１】すなわち、ヘッダーパイプ２の上部には、
流体入口室５ａと液溜室７が配設され、その中間部には
上半部が流体出口室６ｂを兼ねる流体入口室５ｂと、液
溜室７とが配設され、更に下部は流体出口室６ｃと液溜
室７とが配設されていて、これらはヘッダーパイプ２の
下端で連通している。

【００２２】この場合、上記のようにヘッダーパイプ２
を単一部材で一体に構成する代わりに、図７（ｂ）のよ
うに略Ｄ字断面の管状の型材２ａと、これに接合する半
円管状の端部材２ｂとの、二部材で構成することも可能
である。

【００２３】一方、他方のヘッダーパイプ３２は、中高
部に配設した隔板３３で内部を上下に区画され、この上
下部室３２ａ，３２ｂは共に上半部が流体出口室として
機能し、下半部が流体入口室を兼ねている。

【００２４】そして、これらヘッダーパイプ２，３２の
間に、平板状のチューブ１２を多数配設し、その一端を
ヘッダーパイプ２の流体入口室５ａ，５ｂと流体出口室
６ｃにそれぞれ連通させ、他端を上下部室３２ａ，３２
ｂに連通させている。

【００２５】また、キャップ１６には二つの連結板２０
ａ，２０ｂが取り付けられ、これらは図８のように略小
判形に形成されていて、その通孔２１，２２に出入口管
２４，２５の端部を挿入し、かつその外面をろう付け等
で固定して、出入口管２４，２５と連結板２０ａ，２０
ｂとを一体に構成し、出口管２４，２５の取り付けを速
やかに行なえるようにするとともに、それらの取り付け
を個々に行えるようにして、コンプレッサやシーバータ
ンクの組み付け進度状態に対応できるようにした点を特
徴にしている。

【００２６】尚、通孔２１，２２の下側開口縁部には軸
筒部３４が突設され、貫通孔１７に挿入可能に設けられ
ている。

【００２７】図９に示す別の具体例は、一側のみにヘッ
ダーパイプ２を有し、その内部に仕切壁３，４を介し
て、流体入口室５と流体出口室６と液溜室７とを上下に
亘って区画し、かつ流体出口室６と液溜室７とを下端部
で連通させて、構成の簡素化を図る一方、蛇行したチュ
ーブ１２を複数設け、それらの一端を流体入口室５に挿
入し、他端を流体出口室６に挿入して、構造を簡潔にし
た点を特徴にしている。

【００２８】この場合、出入口管２４，２５の取り付け
は、前述した何れの方法を採用してもよい。

【００２９】このように構成した熱交換器は、図１乃至
図４示の場合、単一のヘッダーパイプ２で構成している
から、一対のヘッダーパイプを要するものに比べて、該
パイプに施す機械加工が減少し、製造コストの低減を図
ることができるとともに、軽量化が促される。

【００３０】この場合、ヘッダーパイプ２はチューブ１
２側に長尺な楕円形断面に構成され、これに正面がＵ字
形状のチューブ１２を配設しているから、ヘッダーパイ
プの断面形状が真円で、該パイプに一対のチューブを前
後方向に配設するものに比べて、ヘッダーパイプ２の小
径化と、コンデンサコアの前後方向の幅のコンパクト
化、更にはコンデンサの設置スペースのコンパクト化を
図ることができる。

【００３１】また、後述のように、ヘッダーパイプ２内
の液溜室７が、レシーバタンクと同様に機能するから、
レシーバタンクを別設する必要がなく、また、その取付
用ブラケットも要しないから、その分、部品点数の低減
と軽量化が図られ、その取り付け作業の煩雑から解消さ
れる。

【００３２】更に、コンデンサコアの正面形状は図１の
ように、下端の片側の隅角部が切り欠かれて異形に形成
されているから、当該部を利用してエンジンルームの種
々の設置状況に応じられ、近時のような密集下のエンジ
ンルームへの設置に好適なものとなる。

【００３３】一方、キャップ１６は、貫通孔１７，１８
及びネジ孔１９を形成後、クリップ等の適宜手段でヘッ
ダーパイプ２の上端に保持され、他のキャップ１５やチ
ューブ１２、放熱フィン１４、エンドプレート１３等と
一緒にろう付けされる。

【００３４】こうして、キャップ１６等の取り付け後、
コンデンサ１をエンジンルームの所定位置に設置する。

【００３５】この場合、出入口管２４，２５の接続部
は、ヘッダーパイプ２の上端に一括して設けられている
から、上記接続部がヘッダーパイプの上下に別々に設け
られたものに比べて、該パイプ周辺に配管スペースを確
保する必要がなく、その分、設置スペースがコンパクト
になる。

【００３６】次にコンデンサ１の設置後、出入口管２
４，２５を接続する場合は、予め連結板２０と出入口管
２４，２５とを鍔部２６，２７を介して一体的に組み付
け、この出入口管２４，２５の一端を貫通孔１７，１８
に差し込み、かつ連結板２０を鍔部２６，２７上に係合
させたところで、ボルト２８をボルト挿通孔２３に挿入
し、これをキャップ１６のネジ孔１９にねじ込んで緊締
すればよい。

【００３７】このように、本発明では、出入口管２４，
２５を一時に取り付けられるから、これらが別々に配置
された従来のものに比べて、容易かつ迅速に取り付けら
れ、また、その際出入口管２４，２５はヘッダーパイプ
２の上端の一箇所に取り付けられるから、不自然な作業
姿勢を強いられることなく、良好な作業性が得られる。

【００３８】また、上記の取り付けに際しては、単一の
連結板２０とボルト２８等で足りるから、部品点数が少
なく、また、ボルト２８の緊締作業も一度で良いから、
上記作業の手間と労力の負担が低減する。

【００３９】従って、コンデンサ１等のメンテナンス作
業において、出入口管２４，２５の取り外しを要する場
合でも、良好な作業環境の下で出入口管２４，２５を容
易かつ迅速に取り外すことができ、また、周辺の機器を
付随して取り外す必要もないから、メンテナンス作業を
容易かつ能率良く行うことができる。

【００４０】このように設置されたコンデンサ１は、車
両の空調運転に伴って、コンプレッサから高温高圧の冷
媒ガスが入口管２４を介して、ヘッダーパイプ２の流体
入口室５ａに流入する。

【００４１】上記冷媒ガスは図２の矢視のように、流体
入口室５ａからチューブ１２に押し出され、エンドプレ
ート１３側の屈曲部を折返し後、ヘッダーパイプ２側へ
移動し、このような移動過程で熱交換されて次第に液化
し始め、その気液混合冷媒が流体出口室６ａに戻され
る。

【００４２】上記混合冷媒は流体出口室６ａを下方へ移
動して、流体入口室５ｂに導かれ、該室５ｂから再度チ
ューブ１２に押し出され、エンドプレート１３側の屈曲
部を折返し後ヘッダーパイプ２側へ移動し、このような
移動過程で大半が液化されて、その気液混合冷媒が流体
出口室６ｂに戻される。

【００４３】上記混合冷媒は流体出口室６ｂを下方へ移
動して、流体入口室５ｂ直下の流体入口室５ｃに導か
れ、該室５ｃから更にチューブ１２へ押し出されて、エ
ンドプレート１３側の屈曲部を折返し後、ヘッダーパイ
プ２側へ移動し、このような移動過程で完全に液化さ
れ、その液冷媒が流体出口室６ｃに戻される。

【００４４】上記液冷媒は、流体出口室６ｃの下端部か
ら液溜室７に流入して滞留し、該室７を充填後、出口管
２５から押し出されて、膨張弁側へ移動する。

【００４５】このように、上記液溜室７は液冷媒を貯留
し、その定量を冷凍サイクルへ供給するから、レシーバ
タンクと同様に機能し、それゆえレシーバタンクを設け
る必要がない。

【００４６】

【発明の効果】本発明の熱交換器は、以上説明したよう
に、出入口管をヘッダーパイプの一箇所に接続したか
ら、配管スペースや設置スペースのコンパクト化を図る
ことができ、例えば近時のような密集下の自動車のエン
ジンルームの設置に好適であるとともに、出入口管の接
続を容易かつ迅速に行うことができることで、その配管
作業やメンテナンスの作業性を改善できる等の効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一具体例を示す正面図である。

【図２】 本発明の要部を拡大して示す断面図である。

【図３】 本発明の要部を拡大して示す斜視図である。

【図４】 図４（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿うヘッダー
パイプの断面図で、若干拡大して図示しており、図４
（ｂ）はヘッダーパイプの他の形態を示す断面図であ
る。

【図５】 本発明の他の具体例を示す正面図である。

【図６】 上記他の具体例の要部を示す断面図である。

【図７】 図７（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿うヘッダー
パイプの断面図で、若干拡大して図示しており、図７
（ｂ）はヘッダーパイプの他の形態を示す断面図であ
る。

【図８】 上記他の具体例の要部を拡大して示す斜視図
である。

【図９】 本発明の更に別の具体例を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２，３２ ヘッダーパイプ ５ａ，５ｂ，５ｃ 流体入口室 ６ａ，６ｂ，６ｃ 流体出口室 ７ 液溜室 １２ チューブ ２４ 入口管 ２５ 出口管

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年７月１８日（２００１．７．１
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の熱交
換器は、複数のチューブの出入口と連通するヘッダーパ
イプを備えた熱交換器において、前記ヘッダーパイプの
内部に、出入口管に連通する入口用の室並びに出口用の
室を仕切り部材で区画し、前記入口用の室並びに出口用
の室を、出入口管に連通した熱交換器である。また、本
発明は、前記出入口管は前記ヘッダーパイプに取付けら
れる連結部材に備えられる熱交換器である。また、本発
明は、前記出入口管は前記連結部材に螺着される熱交換
器である。また、本発明は、前記出入口管における入口
通路と出口通路が前記仕切り部材を挟んで近傍に設けら
れている熱交換器である。また、本発明は、ヘッダーパ
イプは前記複数のチューブの両端に設けられるととも
に、該ヘッダーパイプ内に仕切りが設けられて、複数パ
スのパラレルフロータイプに形成されるものであって、
前記入口用の室並びに出口用の室は、一方のヘッダーパ
イプに設けられている熱交換器である。これにより、配
管スペースや設置スペースのコンパクト化を図れるとと
もに、出入口管の接続を容易かつ迅速に行えるようにし
て、その配管作業やメンテナンスの作業性を改善できる
ようにしたものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】

【発明の効果】本発明の熱交換器は、以上説明したよう
に、複数のチューブの出入口と連通するヘッダーパイプ
を備えた熱交換器において、前記ヘッダーパイプの内部
に、出入口管に連通する入口用の室並びに出口用の室を
仕切り部材で区画し、前記入口用の室並びに出口用の室
を、出入口管に連通した熱交換器である。本発明は、例
えば近時のような密集下の自動車のエンジンルームの設
置に好適であるとともに、出入口管を例えば連結部材に
設ければ、管の接続を容易かつ迅速に行うことができる
ことで、その配管作業やメンテナンスの作業性を改善で
きる等の効果を奏するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のチューブの出入口と連通するヘッダ
   ーパイプの内部に複数の室を軸方向に区画し、該室に連
   通するヘッダーパイプの閉塞端に出入口管を接続した熱
   交換器において、上記出入口管をヘッダーパイプの一箇
   所に接続したことを特徴とする熱交換器。