JP2006023031A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 コア部により多くの空気を導入して熱交換性能の向上を図る。
【解決手段】 コア部１１におけるチューブ積層方向の端部に接合されてコア部１１を補強するサイドプレート１４を備える熱交換器において、サイドプレート１４における風上側のサイドプレート風上面１４ａを、空気がコア部１１側に導かれるように、熱交換器に向かって流れる空気の流れ向きＢに対して傾斜させる。これにより、従来はコア部１１に流れなかった空気をコア部１１に導くことができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、熱交換器に関するもので、車両用のラジエータやコンデンサ等に適用して有効である。

従来の車両用熱交換器は、チューブやフィンから構成されるコア部を補強するために、コア部の端部にサイドプレートが設けられている。このサイドプレートは、断面形状がコの字状となるようにアルミニウム製の板材をプレス成形したものである（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２２３４８６号公報

しかしながら、サイドプレートにおける風上側のサイドプレート風上面は、コア部における風上側のコア部風上面と平行になっている。換言すると、サイドプレート風上面は冷却用空気の流れ向きに対して略直交している。そのため、サイドプレート風上面に衝突した冷却用空気の一部はコア部の外に流れてしまい、コア部の外に流れた空気は熱交換に寄与しない。

本発明は上記点に鑑みて、コア部により多くの空気を導入して熱交換性能の向上を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、熱交換流体が流通するチューブ（１１１）が積層され、チューブ（１１１）内を流通する熱交換流体とチューブ（１１１）外を流通する空気とを熱交換するコア部（１１）と、コア部（１１）におけるチューブ積層方向の端部に接合されてコア部（１１）を補強するサイドプレート（１４）とを備える熱交換器において、サイドプレート（１４）における風上側のサイドプレート風上面（１４ａ）は、空気がコア部（１１）側に導かれるように、熱交換器に向かって流れる空気の流れ向き（Ｂ）に対して傾斜していることを特徴とする。

これによると、従来はコア部に流れなかった空気をコア部に導くことができるため、熱交換性能の向上を図ることができる。

請求項２に記載の発明では、サイドプレート（１４）は、コア部（１１）の端部に接合される接合板部（１４１）と、接合板部（１４１）からコア部（１１）における風上側の面よりもさらに風上側に向かって延びるとともに、コア部（１１）の中央部側に向かって延びる連結板部（１４３）と、連結板部（１４３）における風上側端部からさらに風上側に向かって延びるとともに、コア部（１１）の外方側に向かって延びる傾斜板部（１４４）とを有し、傾斜板部（１４４）における風上側の面がサイドプレート風上面（１４ａ）であることを特徴とする。

これによると、サイドプレートの高さを従来と同等にしてサイドプレートの剛性を確保しつつ、連結板部の風下の部位にコア部を設けてチューブやフィンの積層数を増加させ、コア部の伝熱面積を増加させることができる。

請求項３に記載の発明では、サイドプレート（１４）に、熱交換流体が流通する通路（１４５）を設けたことを特徴とする。これによると、放熱性能を向上させることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係るコンデンサ（熱交換器）を車両に搭載した状態を示す図、図２は図１のコンデンサの斜視図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

図１に示すように、車両用空調装置において冷媒を冷却するコンデンサ１や、車両のエンジン２の冷却水を冷却するラジエータ３は、フード４の下方でラジエータグリル５やバンパー６の車両後方側に搭載されている。また、コンデンサ１は、ラジエータ３よりも空気流れ上流側に配置されている。

図２、図３に示すように、コンデンサ１は、冷媒が流れる通路１１１１を有する多数のチューブ１１１が積層され、冷媒と空気との熱交換を促進するフィン１１２が隣接するチューブ１１１間に配置されている。このチューブ１１１とフィン１１２によりコア部１１が構成される。

そして、コア部１１の空気流入面１１ａ（以下、コア部風上面という）は、コンデンサ１に向かって流れる空気の流れ向きＢに対して略直交している。また、本実施形態のコンデンサ１は、チューブ１１１の長手方向（以下、チューブ長手方向という）が車両幅方向（水平方向）であり、チューブ１１１内を冷媒が水平方向に流れるクロスフロータイプである。

チューブ長手方向の両端側には、全てのチューブ１１１に連通するとともに、チューブ１１１への冷媒の分配またはチューブ１１１からの冷媒の集合を行うヘッダタンク１２が設けられている。また、ヘッダタンク１２には接続ブロック１３が接合されており、この接続ブロック１３に冷媒配管（図示せず）が接続されるようになっている。

チューブ１１１の積層方向（本例では天地方向、以下チューブ積層方向という）両端側には、チューブ１１１と平行に車両幅方向に延びてコア部１１を補強するサイドプレート１４が設けられている。

図３に示すように、サイドプレート１４は、複数の板部１４１〜１４４を有している。接合板部１４１は、コア部１１の端部に接合されるとともにヘッダタンク１２にも接合されている。接合板部１４１には、冷媒が流れる通路１４５が設けられており、この通路１４５はヘッダタンク１２の内部と連通している。

接合板部１４１における風下側端部（車両後方側）には、接合板部１４１からチューブ積層方向の外方側に向かって延びる後端板部１４２が設けられている。

接合板部１４１における風上側端部（車両前方側）には、接合板部１４１からコア部風上面１１ａよりもさらに風上側に向かって延びるとともに、コア部１１の中央部側に向かって延びる風上側連結板部１４３が設けられている。

そして、風上側連結板部１４３はコア部１１の中央部側に向かって延びているため、風上側連結板部１４３の風下の部位にはコア部増設スペースＳが形成され、このコア部増設スペースＳにチューブ１１１とフィン１１２が１つずつ追加されている。

風上側連結板部１４３における風上側端部には、風上側連結板部１４３からさらに風上側に向かって延びるとともに、コア部１１の外方側に向かって延びる風上側傾斜板部１４４が設けられている。そして、風上側傾斜板部１４４における風上側の面１４ａ（以下、サイドプレート風上面という）は、サイドプレート風上面１４ａに衝突した空気がコア部１１側に導かれるように、コンデンサ１に向かって流れる空気の流れ向きＢに対して傾斜している。なお、風上側傾斜板部１４４は。本発明の傾斜板部に相当する。

ここで、サイドプレート１４におけるチューブ積層方向の寸法、すなわちサイドプレート１４の高さＨｓは、従来のコンデンサにおけるサイドプレートの高さと等しくなっており、これによりサイドプレート１４の剛性を確保している。

なお、チューブ１１１、フィン１１２、ヘッダタンク１２、接続ブロック１３およびサイドプレート１４は、全てアルミニウム製であり、これらはろう付けにて一体接合されている。また、本例のサイドプレート１４は、内部に通路１４５を有するため、引き抜き加工または押し出し加工によって形成される。

上記構成において、図示しない冷媒圧縮機から吐出された冷媒は、一方の接続ブロック１３を介して一方のヘッダタンク１２に流入した後、多数のチューブ１１１の通路１１１１およびサイドプレート１４の通路１４５に分配される。そして、通路１１１１、１４５を流れる冷媒は、サイドプレート１４、チューブ１１１およびフィン１１２を介して、コア部１１を流れている空気と熱交換する。熱交換し終えた冷媒は、他方のヘッダタンク１２に集合された後、他方の接続ブロック１３を介して気液分離器（図示せず）に送られる。

ここで、サイドプレート風上面１４ａに衝突した空気は、サイドプレート風上面１４ａに案内されてコア部１１側に導かれる。したがって、従来はコア部１１に流れなかった空気がコア部１１に導かれるため、熱交換性能が向上する。

また、風上側連結板部１４３の風下のコア部増設スペースＳにチューブ１１１とフィン１１２を追加してそれらの積層数を増加させているため、コア部１１の伝熱面積が増加して熱交換性能が向上する。

さらに、サイドプレート１４にも冷媒が流れる通路１４５を設けているため、放熱性能が向上する。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図４は第２実施形態に係るコンデンサ（熱交換器）の要部の断面図である。第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図４に示すように、本実施形態のサイドプレート１４は、第１実施形態のサイドプレート１４における風上側連結板部１４３および通路１４５が廃止されている。風上側連結板部１４３の廃止により、接合板部１４１における風上側端部（車両前方側）から、風上側傾斜板部１４４が延びている。また、風上側連結板部１４３の廃止により、コア部増設スペースＳが消滅している。

本実施形態では、サイドプレート風上面１４ａに衝突した空気は、サイドプレート風上面１４ａに案内されてコア部１１側に導かれる。したがって、従来はコア部１１に流れなかった空気がコア部１１に導かれるため、熱交換性能が向上する。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図５は第３実施形態に係るコンデンサ（熱交換器）の要部の断面図である。第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態のサイドプレート１４は、風上側と風下側の形状を対称にするために、第１実施形態のサイドプレート１４における後端板部１４２が廃止され、代わりに、風下側連結板部１４６および風下側傾斜板部１４７が設けられている。

風下側連結板部１４６は、接合板部１４１における風下側端部（車両後方側）からコア部風下面１１ｂよりもさらに風下側に向かって延びるとともに、コア部１１の中央部側に向かって延びている。

風下側傾斜板部１４７は、風下側連結板部１４６における風下側端部からさらに風下側に向かって延びるとともに、コア部１１の外方側に向かって延びている。

本実施形態によると、第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、サイドプレート１４は風上側と風下側の形状が対称であるため、チューブ積層方向の一端に配置されるサイドプレート１４とチューブ積層方向の他端に配置されるサイドプレート１４を共通化することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図６は第４実施形態に係るコンデンサ（熱交換器）の要部の断面図である。第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図６に示すように、本実施形態のサイドプレート１４は、サイドプレート１４の空気流れ方向長さＬｓとコア部１１の空気流れ方向長さＬｃが略等しくなるように、第１実施形態のサイドプレート１４における風上側連結板部１４３が廃止されるとともに、接合板部１４１の空気流れ方向長さが短縮されている。また、サイドプレート１４の通路１４５も廃止されている。

風上側連結板部１４３の廃止により、接合板部１４１における風上側端部（車両前方側）から、風上側傾斜板部１４４が延びている。また、風上側連結板部１４３の廃止により、コア部増設スペースＳが消滅している。

本実施形態では、サイドプレート風上面１４ａに衝突した空気は、サイドプレート風上面１４ａに案内されてコア部１１側に導かれる。したがって、従来はコア部１１に流れなかった空気がコア部１１に導かれるため、熱交換性能が向上する。

また、サイドプレート１４の空気流れ方向長さＬｓとコア部１１の空気流れ方向長さＬｃが略等しいため、コンデンサ１の大型化を回避することができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、コンデンサ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ラジエータ等のその他の熱交換器にも適用することができる。

本発明の第１実施形態に係るコンデンサを車両に搭載した状態を示す図である。 図１のコンデンサの斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 第２実施形態に係るコンデンサの要部の断面図である。 第３実施形態に係るコンデンサの要部の断面図である。 第４実施形態に係るコンデンサの要部の断面図である。

符号の説明

１１…コア部、１４…サイドプレート、１４ａ…サイドプレート風上面、１１１…チューブ。

Claims (3)

1. 熱交換流体が流通するチューブ（１１１）が積層され、前記チューブ（１１１）内を流通する熱交換流体と前記チューブ（１１１）外を流通する空気とを熱交換するコア部（１１）と、
   前記コア部（１１）におけるチューブ積層方向の端部に接合されて前記コア部（１１）を補強するサイドプレート（１４）とを備える熱交換器において、
   前記サイドプレート（１４）における風上側のサイドプレート風上面（１４ａ）は、空気が前記コア部（１１）側に導かれるように、熱交換器に向かって流れる空気の流れ向き（Ｂ）に対して傾斜していることを特徴とする熱交換器。
2. 前記サイドプレート（１４）は、
   前記コア部（１１）の端部に接合される接合板部（１４１）と、
   前記接合板部（１４１）から前記コア部（１１）における風上側の面よりもさらに風上側に向かって延びるとともに、前記コア部（１１）の中央部側に向かって延びる連結板部（１４３）と、
   前記連結板部（１４３）における風上側端部からさらに風上側に向かって延びるとともに、前記コア部（１１）の外方側に向かって延びる傾斜板部（１４４）とを有し、
   前記傾斜板部（１４４）における風上側の面が前記サイドプレート風上面（１４ａ）であることを特徴とする請求項ないしのいずれか１つに記載の熱交換器。
3. 前記サイドプレート（１４）に、熱交換流体が流通する通路（１４５）を設けたことを特徴とする請求項１または２つに記載の熱交換器。

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