(57)【要約】【課題】低い加工コストで外部配管の無駄な廃棄を回避し、かつ気密検査用設備やろう付け炉を小型化することができる熱交換器を提供する。【解決手段】流体の入口用および／または出口用の配管が接続される配管接続部を備えた熱交換器において、前記配管接続部が、前記配管の差し込み穴を有し、該差し込み穴に連通する位置から熱交換器本体内通路に連通可能な位置まで延び、部材厚み方向に貫通されている内部通路を有するブロック状部材と、該ブロック状部材の部材厚み方向一面側に接合され、前記内部通路を閉塞するとともに、前記熱交換器本体内通路に連通可能な位置にて前記内部通路を前記熱交換器本体内通路に連通させる開口を有する第１の板状部材と、前記ブロック状部材の部材厚み方向他面側に接合され、前記内部通路を外部に対して閉塞する第２の板状部材とからなることを特徴とする熱交換器。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の入口用および／または出口用の配管が接続される配管接続部を備えた熱交換器において、前記配管接続部が、前記配管の差し込み穴を有し、該差し込み穴に連通する位置から熱交換器本体内通路に連通可能な位置まで延び、部材厚み方向に貫通されている内部通路を有するブロック状部材と、該ブロック状部材の部材厚み方向一面側に接合され、前記内部通路を閉塞するとともに、前記熱交換器本体内通路に連通可能な位置にて前記内部通路を前記熱交換器本体内通路に連通させる開口を有する第１の板状部材と、前記ブロック状部材の部材厚み方向他面側に接合され、前記内部通路を外部に対して閉塞する第２の板状部材とからなることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記内部通路が、前記ブロック状部材内で屈曲または湾曲して延びる部分を有している、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記ブロック状部材の部材厚み方向における前記一面側と他面側の外形形状が対称形状に形成されている、請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第１の板状部材と第２の板状部材の外形形状が同一形状に形成されている、請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記ブロック状部材の部材厚み方向における前記一面側と他面側の外形形状が非対称形状に形成されている、請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第１の板状部材と第２の板状部材の外形形状が互いに異なる形状に形成されている、請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記ブロック状部材が、前記内部通路が型材長手方向に延在するように押出成形された押出型材を、前記ブロック状部材の厚みに相当する厚みごとに切断することによってブロック状部材原材を形成し、機械加工により、前記原材の外形を所定形状に加工するとともに前記差し込み穴を加工することにより形成されている、請求項１〜６のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項８】
前記入口用および出口用の配管の差し込み穴が、ともに、同一のブロック状部材に形成されている、請求項１〜７のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項９】
前記第１の板状部材および第２の板状部材と前記ブロック状部材がろう付けにより接合されている、請求項１〜８のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記配管接続部に接続される配管が、熱交換器の気密検査用の配管を含む、請求項１〜９のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項１１】
積層型熱交換器からなる、請求項１〜１０のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項１２】
車両空調装置用熱交換器からなる、請求項１〜１１のいずれかに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の入口用および／または出口用の配管が接続される配管接続部を備えた熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換媒体等の流体の入口用および／または出口用の配管が接続される配管接続部を備えた熱交換器において、配管接続部は、プレス成形した板材を最中状に接合して形成されていた。たとえば特許文献１に記載の熱交換器においては、配管接続部は、接続される配管の外形寸法に合わせた半円筒状部をそれぞれに有する２枚の板材が最中状に接合されて円筒状に形成される。
【０００３】
また、特許文献２に記載の熱交換器においては、配管接続部は、板状部とブロック状部から構成される。熱交換器のエンドプレートに当接される板状部は、内部に前側流体通路と後側流体通路を有しており、突出状に設けられたブロック状部に接続される外部配管と熱交換器本体との間を貫通させている。
【特許文献１】特開２００３−３０７３９９号公報
【特許文献２】特表２００４−５２４４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の熱交換器においては、２枚の板材を組み合わせて配管差し込み口を形成するため、配管差し込み口の真円度を高くすることが困難であった。そして、配管差し込み口の真円度が低いと、熱交換器コアの気密検査を実施するための気密検査治具を取り付けた場合に、気密性が十分に保持されないおそれがあった。
【０００５】
そこで、従来は配管差し込み口に外部配管を接合した後にコアの気密検査を実施していたが、気密検査時には外部配管を接合したコアを気密検査機の中に収めなければならないため、気密検査機は大型化せざるを得なかった。さらに、コアと配管を炉中で一体ろう付けする場合には、各種形状、各種長さの配管に対応できるようにするため、ろう付け炉も大型化せざるを得なかった。また、従来はコアが気密検査をパスせず仕損品となった際に、外部配管を無駄に廃棄することとなるという欠点があった。
【０００６】
特許文献２に記載の熱交換器においては、単一部材であるブロック状部材の一部が配管差し込み口となるので、配管差し込み口の真円度を高くすることは比較的容易である。しかし、板状部材の構造が複雑であるため、加工コストが増大するという欠点があった。
【０００７】
このような現状に鑑み、本発明の課題は、低い加工コストで外部配管の無駄な廃棄を回避し、かつ気密検査用設備やろう付け炉を小型化することができる熱交換器を提供することにある。とくに車両空調装置用熱交換器においては、接続される外部配管の寸法や形状が適用車種ごとに大きく異なるので、かかる課題は重大なものとなっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る熱交換器は、流体の入口用および／または出口用の配管が接続される配管接続部を備えた熱交換器において、前記配管接続部が、前記配管の差し込み穴を有し、該差し込み穴に連通する位置から熱交換器本体内通路に連通可能な位置まで延び、部材厚み方向に貫通されている内部通路を有するブロック状部材と、該ブロック状部材の部材厚み方向一面側に接合され、前記内部通路を閉塞するとともに、前記熱交換器本体内通路に連通可能な位置にて前記内部通路を前記熱交換器本体内通路に連通させる開口を有する第１の板状部材と、前記ブロック状部材の部材厚み方向他面側に接合され、前記内部通路を外部に対して閉塞する第２の板状部材とからなることを特徴とするものからなる。
【０００９】
このような本発明の熱交換器において配管接続部は、部材厚み方向に貫通されている内部通路を有するブロック状部材を部材厚み方向の両面側から一対の板状部材によって挟み込むことにより内部通路を外部に対して閉塞しつつ、配管差し込み穴についてはブロック状部材に形成することにより構成される。かかる簡易な構造により配管接続部を形成することで、加工コストを低く抑えつつ、所望の内部通路を形成しつつ、配管差し込み口の真円度を高くすることができる。その結果、気密検査時における検査用の配管の接続部の気密性が十分に確保され、正規の外部配管を接続しない状態で気密検査を行なえることから、気密検査用設備を小型化できる。また、外部配管のろう付けについては、炉中一体ろう付けではなく、気密検査合格後の熱交換器コアに対してトーチろう付け等により行なうことが可能になるので、ろう付け炉の小型化も可能になる。
【００１０】
本発明の熱交換器において内部通路は、上記ブロック状部材内で屈曲または湾曲して延びる部分を有していることが好ましい。内部通路がかかる構造を有することにより、配管接続部全体がコンパクトになり、気密検査用設備やろう付け炉をより小型化することができる。
【００１１】
本発明の熱交換器においては、上記ブロック状部材の部材厚み方向における一面側と他面側の外形形状を対称形状に形成することができる。かかる構造を採用することにより、配管接続部が熱交換器コアの左右いずれの側に設けられる場合にも、共通のブロック状部材を使用することができる。さらにこの場合、第１の板状部材と第２の板状部材の外形形状を同一形状に形成することにより、開口の有無以外の点で両板状部材の形状が同一となるので、板状部材の材料を共通化することができる。
【００１２】
また、本発明の熱交換器においては、上記ブロック状部材の部材厚み方向における一面側と他面側の外形形状を非対称形状に形成することもできる。この場合には、第１の板状部材と第２の板状部材の外形形状は互いに異なる外形形状に形成される。
【００１３】
このような本発明の熱交換器において上記ブロック状部材は、内部通路が型材長手方向に延在するように押出成形された押出型材を、上記ブロック状部材の厚みに相当する厚みごとに切断することによってブロック状部材原材を形成し、機械加工により、原材の外形を所定形状に加工するとともに差し込み穴を加工することにより形成されていることが好ましい。かかる工程を採用することにより、内部構造が既に加工されたブロック状部材原材に、簡易な機械加工を施すだけで、ブロック状部材の外形および配管差し込み穴を容易に形成することができる。
【００１４】
本発明の熱交換器においては、入口用および出口用の配管の差し込み穴が、ともに、同一のブロック状部材に形成されていることが好ましい。すなわち、入口用および出口用の両配管を単一の配管接続部に接続し、これを単一のブロック状部材から形成することにより、加工の手間を軽減することができる。また、配管接続部がコンパクトになるので、気密検査用設備やろう付け炉をより小型化することができる。
【００１５】
本発明の熱交換器において、第１の板状部材および第２の板状部材と上記ブロック状部材はろう付けにより接合されていることが好ましい。かかる接合方法を採用することにより、配管接続部を含めた熱交換器コアを炉中で一体ろう付けすることも可能となる。
【００１６】
このような本発明の熱交換器において、配管接続部に接続される配管には、正規の外部配管以外に、熱交換器の気密検査用の配管が含まれることが好ましい。すなわち、本発明に係る配管接続部に気密検査用の配管を接続して気密検査を実施することで、気密検査時における配管接続部の気密性が十分に確保されるという本発明の効果が十分に発揮される。
【００１７】
本発明の熱交換器は、積層型熱交換器において好適に用いることができる。たとえば、積層された多数のチューブのうちの端部チューブと外部配管を、本発明の熱交換器における配管接続部を用いて接続することによって、加工コストを低く抑えつつ、配管接続部の気密性を十分に確保し、気密検査用設備やろう付け炉を小型化することができるという本発明の効果が十分に発揮される。
【００１８】
本発明の熱交換器は、車両空調装置用熱交換器として好適に用いることができる。すなわち、車両空調装置用熱交換器においては、接続される外部配管の寸法や形状が適用車種ごとに多様であるため、外部配管を接続する前の熱交換器コア単独について気密検査を行うことができるメリットは大きい。具体的には、ろう付け炉や気密検査機の小型化というメリットのほか、気密検査後における、コア保管スペースの節約やコア輸送効率の向上というメリットも多大なものである。
【発明の効果】
【００１９】
このように本発明の熱交換器によれば、低い加工コストで外部配管等の無駄な廃棄を回避し、かつ気密検査用設備やろう付け炉を小型化することができる。とくに車両空調装置用熱交換器のように、接続される外部配管の寸法や形状が適用対象ごとに大きく異なる場合には、かかる小型化のメリットは大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る熱交換器のコア１を示しており、（Ａ）は外部配管１１を接続しない状態の正面図であり、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は平面図である。コア１には、配管接続部５を介して外部配管１１が接続される。
【００２１】
図２は、本発明の一実施態様に係る熱交換器の配管接続部５付近を示しており、（Ａ）は外部配管１１を接続しない状態の正面図であり、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は平面図である。配管接続部５には、熱交換媒体の入口用および出口用の配管を接続するための円形状の差し込み穴７がそれぞれ１個ずつ機械加工により開けられている。各差し込み穴７からは、コア１に向けて内部通路９がそれぞれ形成されている。入口用の外部配管１１（図の下側）から供給される熱交換媒体は、入口用の内部通路９を通じて、入口用の開口８からコア１の内部に送られる。熱交換媒体は、コア１内部で熱交換され、出口用の内部通路９を通じて、出口用の開口８から出口用の外部配管１１（図の上側）へと送られる。本実施態様においては、入口用の内部通路９は屈曲部分を有し、出口用の内部通路９は直線部分のみで構成されているが、これに限られず、接続される配管やコア１の構造に合わせて各種形状をとることができる。
【００２２】
図３は、図２の配管接続部５を３つの部材から形成する方法を示しており、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図、（Ｄ）は平面図である。本実施態様においては、第１の板状部材１５と第２の板状部材１６は互いに異なる外形形状をなし、図の左右方向に非対称形状をなすブロック状部材１７を図の左右から挟み込むような形でブロック状部材１７の左右面にそれぞれ接合されることによって、内部通路９を外部に対して閉塞する。第１の板状部材１５には入口用および出口用の開口８が設けられており、これらの開口８は、接合によってそれぞれ入口用、出口用の内部通路９の位置に来るように形成されている。第２の板状部材１６には開口８が形成されていないため、第２の板状部材１６の接合面側において、内部通路９は外部に対して完全に閉塞される。
【００２３】
図４は、図３のブロック状部材１７を形成するための素材としての押出型材２１を示しており、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である。押出型材２１は、直方体形状の原材料を押出成形することによって形成された、型材長手方向に延在する内部通路９を備えている。このような押出型材２１を所定の厚みごとに切断することによってブロック状部材１７の原材２３が得られる。
【００２４】
図５は、図４の押出型材２１から得たブロック状部材１７の原材２３に切削等の機械加工を施すことにより得られたブロック状部材１７を示しており、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図、（Ｄ）は平面図、（Ｅ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿って見た断面図である。内部通路９の屈曲部分は図３における押出型材２１の形成時点で既に形成されているので、原材２３の外形を所定形状に加工し、さらに配管の差し込み穴７を加工する程度の簡易な機械加工を施すことで、容易にブロック状部材１７を得ることができる。
【００２５】
図６は、本発明の他の実施態様に係る熱交換器の配管接続部５付近を示しており、（Ａ）は外部配管１１を接続しない状態の正面図であり、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は平面図である。本実施態様においては、ブロック状部材１７の外形が図の左右方向に対称形状に形成されているため、配管接続部５がコア１の左右いずれの側に設けられる場合にも共通のブロック状部材１７を使用することができる。その他の点は図２とほぼ同様であるので詳しい説明は省略する。
【００２６】
図７は、図６の配管接続部５を３つの部材から形成する方法を示しており、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図、（Ｄ）は平面図である。本実施態様においては、ブロック状部材１７の外形が図の左右方向に対称形状に形成されているため、第１の板状部材１５と第２の板状部材１６の外形形状を同一形状に形成することが可能である。両板状部材の外形形状を同一形状に形成することにより、両板状部材の材料を共通化することができる。その他の点は図３と同様であるので詳しい説明は省略する。
【００２７】
図８は、本発明との比較のために示した従来構造の一例である。図８には、前述の本発明の各実施態様における部材と同一の部材には同一の符号を付してある。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係る熱交換器は、流体の入口用および／または出口用の配管が接続される配管接続部を備えたあらゆる熱交換器として適用可能であるが、とくに大量生産される車両空調装置用熱交換器として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施態様に係る熱交換器のコアを示し、（Ａ）は配管未接続状態の正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は平面図である。
【図２】本発明の一実施態様に係る熱交換器の配管接続部付近を示し、（Ａ）は配管未接続状態の正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は平面図である。
【図３】図２の配管接続部の形成方法を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図、（Ｄ）は平面図である。
【図４】図３のブロック状部材を形成するための押出型材を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である。
【図５】図４の押出型材から得たブロック状部材を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図、（Ｄ）は平面図、（Ｅ）は断面図である。
【図６】本発明の他の実施態様に係る熱交換器の配管接続部付近を示し、（Ａ）は配管未接続状態の正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は平面図である。
【図７】図６の配管接続部の形成方法を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図、（Ｄ）は平面図である。
【図８】従来の熱交換器の配管接続部付近を示し、（Ａ）は配管未接続状態の正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  コア
５  配管接続部
７  差し込み穴
８  開口
９  内部通路
１１  外部配管
１５  第１の板状部材
１６  第２の板状部材
１７  ブロック状部材
２１  押出型材
２３  原材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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