(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に熱交換媒体通路を有すると共に通風方向に複数並設されたチューブと、このチューブと交互に積層されるフィンと、前記チューブの一方端に配されたタンクとで少なくとも構成され、
前記チューブとチューブとの間に当該チューブの積層方向に開放された排水路が設けられていると共に、前記フィンにルーバを形成し、このフィンの通風方向中央は前記ルーバが形成されない部位とし、
前記チューブの排水路の通風方向幅は、前記フィンのルーバが形成されない部位の通風方向幅の寸法よりも大きくなるようにして、前記排水路間に前記ルーバのうち通風方向の中央側のルーバの一端が臨むようにしたことを特徴とする冷却用熱交換器。
【請求項２】
内部に熱交換媒体通路を有すると共に通風方向に複数並設されたチューブと、このチューブと交互に積層されるフィンと、前記チューブの一方端に配されたタンクとで少なくとも構成され、
前記チューブとチューブとの間に当該チューブの積層方向に開放された排水路が設けられていると共に、前記フィンにルーバを形成し、このフィンの通風方向中央は前記ルーバが形成されない部位とし、
前記排水路の通風方向幅は、風上側に位置するチューブの表面上を風圧によりその風下側端に流れてきた凝縮水が風下側に位置するチューブに達する前に下方に落下可能な寸法であると共に、
このチューブの排水路の通風方向幅は、前記フィンのルーバが形成されない部位の通風方向幅の寸法よりも大きくなるようにして、前記排水路間に前記ルーバのうち通風方向の中央側のルーバの一端が臨むようにしたことを特徴とする冷却用熱交換器。
【請求項３】
前記チューブが短手方向に沿った側に巻き締め構造を有する場合には、この巻き締め構造が通風方向の上流側となるように配列されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却用熱交換器。
【請求項４】
前記タンクは、通風方向に並列した熱交換媒体の入口側部と出口側部とを備え、前記入口側部と出口側部とは前記チューブの熱交換媒体通路を介して連通されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の冷却用熱交換器。
【請求項５】
前記タンクは、前記入口側部と前記出口側部とを間隔を開けて配置すると共に、この入口側部と出口側部とを連接する連接部を有し、この連接部にチューブの長手方向に貫通する排水路が設けられたことを特徴とする請求項４に記載の冷却用熱交換器。
【請求項６】
前記タンクが配された側と反対側に、前記タンクの入口側部と連通する熱交換媒体通路から前記タンクの出口側部と連通する熱交換媒体通路への熱交換媒体の折り返しを可能とする押出成形により一体的に形成されてなるタンクを有することを特徴とする請求項４又は５に記載の冷却用熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両用の空調装置等に用いられるエバポレータ等の冷却用熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用空調装置の冷凍サイクルを構成する冷却用熱交換器としては、特開平１１−２１８３６８号公報に示されるように、成形プレートを対面接合してなる複数の冷媒通路を備えたチューブと、このチューブの冷媒通路と連通するタンクと、前記タンクと交互に積層されるコルゲート状のフィンとを有するものが一般的である。そして、このチューブ内を流れる冷媒が蒸発することで、当該チューブが冷却され、このチューブやフィンを介してチューブ間を通過する空気を冷却する一方で、空気中の水分が凝縮してチューブやフィンの表面に凝縮水が発生する。
【０００３】
この凝縮水が通風方向上流側の送風機からの風により冷却用熱交換器から飛水し、車室内にまで凝縮水が達してしまうなどの不具合を生ずる。このため、上記特許出願公開公報に係る冷媒蒸発器も、通風方向下流側端と通風方向上流側端とにそれぞれチューブ長手方向に沿って延びる溝部を有する他、通風方向の略中央部位においても、チューブの冷媒通路間の仕切り部を凹状に窪ませることによって形成された当該チューブの長手方向に沿って延びる排水溝を設けて、凝縮水がチューブ表面を伝わって通風方向下流側に移動しないようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本願出願人は、コストの削減などの見地から、２枚の成形プレートを対面接合して形成されるチューブではなく、一枚のブレージングシートをロールホーミング、プレス加工等により形成されるチューブを専ら用いるようになってきている。そして、上記ロールホーミング等の加工により形成されたチューブのうち一の熱交換媒体通路のみを備えたものを通風方向に複数並設し且つフィンと交互に複数段積層してなる熱交換器を開発している。
【０００５】
このような熱交換器でも、近年環境問題等から機能を向上させ、更に小型化、軽量化が求められている。特に、より薄幅な熱交換器が車両レイアウト上求められるようになってきており、また、性能確保のため、フィンピッチが小さくなる傾向があり、凝縮水の滞留による目詰まりが大きな問題となり、通気抵抗が従来のものに比べて上昇してしまう。このため、冷却用熱交換器の熱交換媒体能力の向上のためにも排水性の向上が大きなテーマとなる。
【０００６】
そこで、この発明は、チューブやフィンの表面に生じた凝縮水を下方に効率良く排水することを可能とした冷却用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】
しかして、この発明に係る冷却用熱交換器は、内部に熱交換媒体通路を有すると共に通風方向に複数並設されたチューブと、このチューブと交互に積層されるフィンと、前記チューブの一方端に配されたタンクとで少なくとも構成され、前記チューブとチューブとの間に当該チューブの積層方向に開放された排水路が設けられていると共に、前記フィンにルーバを形成し、このフィンの通風方向中央は前記ルーバが形成されない部位とし、前記チューブの排水路の通風方向幅は、前記フィンのルーバが形成されない部位の通風方向幅の寸法よりも大きくなるようにして、前記排水路間に前記ルーバのうち通風方向の中央側のルーバの一端が臨むようにしたことを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
また、この発明に係る冷却用熱交換器は、内部に熱交換媒体通路を有すると共に通風方向に複数並設されたチューブと、このチューブと交互に積層されるフィンと、前記チューブの一方端に配されたタンクとで少なくとも構成され、前記チューブとチューブとの間に当該チューブの積層方向に開放された排水路が設けられていると共に、前記フィンにルーバを形成し、このフィンの通風方向中央は前記ルーバが形成されない部位とし、前記排水路の通風方向幅は、風上側に位置するチューブの表面上を風圧によりその風下側端に流れてきた凝縮水が風下側に位置するチューブに達する前に下方に落下可能な寸法であると共に、このチューブの排水路の通風方向幅は、前記フィンのルーバが形成されない部位の通風方向幅の寸法よりも大きくなるようにして、前記排水路間に前記ルーバのうち通風方向の中央側のルーバの一端が臨むようにしたことを特徴とする（請求項２）。
【０００９】
このような構成によれば、フィンやチューブに生じた凝縮水は、風圧によりチューブ表面上を風下側に移動していくが、チューブ間に形成された排水路により、凝縮水は冷却用熱交換器の最風下側まで移動するのを妨げられ、排水路の端部で下方に落下して排水される。しかも、このようなルーバと排水路との配置により排水路間にルーバの一端が臨むため、前記排水路より風上側の凝縮水がフィン上を風圧により風下側に移動してきても、排水路間に位置する前記ルーバがガイドとなって排水路側に移動して当該排水路から下方に排水することが可能となるので、冷却用熱交換器の排水性の向上を一層図ることができる。
【００１０】
尚、この冷却用熱交換器は、一枚のブレージングシートを加工してチューブを形成するものであって、前記チューブが短手方向に沿った側に巻き締め構造を有する場合には、この巻き締め構造が通風方向の上流側となるように配列されている（請求項３）。このようなチューブの配置とすることで、巻き締め構造によりチューブの風上側が肉厚となるので、風上側から飛ばされてきたごみ等が付着して生ずる腐食に対する耐食性を向上させることができ、チューブの寿命を長くすることが可能となる。
【００１１】
また、前記タンクは、通風方向に並列した熱交換媒体の入口側部と出口側部とを備え、前記入口側部と出口側部とは前記チューブの熱交換媒体通路を介して連通されるものとし（請求項４）、これに伴い、前記タンクは、前記入口側部と前記出口側部とを間隔を開けて配置すると共に、この入口側部と出口側部とを連接する連接部を有し、この連接部にチューブの長手方向に貫通する排水路が設けられたものとしても良い（請求項５）。このような構成によれば、チューブ間の排水路の端部で下方に落下した凝縮水は、更にこのタンクの排水路により冷却用熱交換器外へ排水されるので、冷却用熱交換器の排水性の向上を図ることができる。
【００１２】
さらに、この冷却用熱交換器は、前記タンクのみを有する片タンク型としてもよいが、前記タンクが配された側と反対側に、前記タンクの入口側部と連通する熱交換媒体通路から前記タンクの出口側部と連通する熱交換媒体通路への熱交換媒体の折り返しを可能とする押出成形により一体的に形成されてなるタンクを有する（請求項６）両タンク型としても良い。これにより、出入口タンクにおいて入口側部と出口側部とで直接に熱交換媒体がバイパスすることがなく、また、一方が開口した断面が略Ｕ字状の深絞りタンク部とこの開口を閉塞するエンドプレートとを接合してタンクを形成する場合に接合不良により隙間から熱交換媒体が外部に漏洩する不具合も回避できる。さらに、接合部分に生じたピンホール等のろう付け不良部分に凝縮水が浸入して発生する凍結破壊等の不具合も回避することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１４】
図１から図５に示される冷却用熱交換器１は、例えば車両に用いられる両タンク型の積層型エバポレータであり、長手方向一端に設けられたタンク２と、このタンク２とは反対側の一端に設けられたタンク３と、このタンク２とタンク３とに接続してこのタンク２とタンク３とを連通させるチューブ１４，１５と、このチューブ１４，１５と交互に複数段積層されるコルゲート状のフィン１６と、積層方向の両側に配されるエンドプレート１７、１７とで構成された２パス方式のものである。
【００１５】
このうち、タンク２、タンク３は、図１に示されるように、前記チューブ１４，１５と接続するためのチューブ接続孔４が形成されたアルミニウム合金製の筒状体５と下記する閉塞部材６とからなるもので、筒状体５は押出成形により一体に形成される。このような構成により、例えば一方が開口した略椀状の深絞りタンク部材とこの開口部を閉塞する閉塞部材とでなる従来のタンクのように深絞りタンク部材と閉塞部材との接合不良によりタンク側部の隙間から熱交換媒体が漏洩することがなくなる。また、接合部分に生じたピンホール等のろう付け不良部分に凝縮水が浸入して発生する凍結破壊等の不具合も回避することができる。
【００１６】
そして、タンク２は、その両側の開口が各一枚の閉塞板６により閉塞された熱交換媒体の折り返しを可能とする折返タンクとなっているが、タンク３は、図２及び図３に示されるように、筒状体５の内部中央をチューブ１４、１５の積層方向に沿って延びる２つの隔壁７，７により入口側部８、出口側部９に完全に分離されていると共に入口側部８と出口側部９との間には連接部１０が設けられた出入口タンクとなっており、入口側部８，出口側部９の両側開口は、各二枚の閉塞板６を筒状体５に設けた取付孔１１から挿嵌して閉塞される。
【００１７】
このタンク３の隔壁７，７は、押出成形により筒状体５と一体に形成されるもので、これにより、隔壁が別部材でタンク内周面との接合不良によりその隙間から入口側部と出口側部とで直接に熱交換媒体がバイパスして熱交換器の性能が劣化することがなくなる。また、入口側部８の端部側には入口側パイプ１２が、出口側部９の端部側には出口側パイプ１３が連接されている。
【００１８】
尚、冷却用熱交換器１は、水が常時付着する状態に置かれる関係上、タンク２、３の表面には、亜鉛（Ｚｎ）を後から溶射する方法又は二層押し出しで押し出した状態で表面に亜鉛を含有した層を形成する方法などにより、犠牲層を形成して耐食性を向上させている。
【００１９】
これに対し、チューブ１４，１５は、図４に示されるように、一枚のブレージングシートをロールホーミング又はプレス加工により複数段階にて折り曲げたもので、通風方向の沿った一対の平坦面１８，１８と、風下側に位置し積層方向に沿って延びる平坦面１９とで囲まれた一の熱交換媒体通路２０を有している。そして、チューブ１４，１５の風上側は、その一端にはその端部近傍を巻き締めてなる巻き締め部２１が形成され、他端には巻き締め部２１の基端側と当接される当接部２２及びこれに連接し前記熱交換媒体通路２０の下流側開口を閉じる閉塞部２３とが形成されることで巻き締め構造となっている。
【００２０】
このように、巻き締め構造を構成する巻き締め部２１，当接部２２及び閉塞部２３が風上側となるようにチューブ１４，１５を並設することにより、チューブ１４，１５の風上側が肉厚となっているので、風上側から飛ばされてきたごみ等が付着して生ずる腐食に対する耐食性を向上させることができ、チューブ１４，１５の寿命を長くすることが可能となる。
【００２１】
尚、各熱交換媒体通路２０内には、熱交換媒体の攪拌性をよくするために、図４及び図５に示されるようにインナーフィン２４が収められても良く、また、図示しないが、通風方向に対し垂直方向となる面の内側に複数のビードを形成するようにしても良い。さらにまた、チューブ１４，１５は、押出成形又は二枚の成形プレートを対面接合させて形成したものとしても良く、更に押出成形による場合には、複数の熱交換媒体通路を有したものとしても良い。
【００２２】
ところで、チューブ１４の下流側端とチューブ１５の上流側端とは、当接しておらず、図３に示されるように、チューブ１４の表面上を風圧によりその風下側端に流れきた凝縮水がチューブ１５に達する前に下方に落下可能な適宜な寸法で、チューブ１４とチューブ１５との間隔を空けることにより、排水路２５を設けている。
【００２３】
そして、フィン１６は、図４及び図５に示されるように、熱交換能力を向上させるために、その一部をチューブの積層方向に切り起こしたルーバ２６が形成されている。この場合に、フィン１６の通風方向中央のルーバ２６が形成されない部位の幅（ＬＷ）は、図５に示されるように、前記チューブ１４，１５間の排水路２５の通風方向幅（ＳＷ）よりもその寸法が小さくなっている。
【００２４】
また、タンク３の入口側部８と出口側部９とを連接する連接部１０には、図２及び図３に示されるように、チューブ１４，１５の長手方向に当該連接部１０を貫通した排水孔２７が形成されている。
【００２５】
以上のような構成とすることにより、図６に示されるように、チューブ１４の表面上を風圧により流れてきた凝縮水は、想像線に示されるように更に下流側のチューブ１５に移動し、ひいては冷却用熱交換器１の通風方向下流側に飛水することなく、実線に示されるように、チューブ１４の通風方向下流側端部、即ち排水路２５の端で下方に落下する。また、前記排水路２５より風上側の凝縮水がフィン１６上を風圧により風下側に移動してきても、排水路２５内に位置する前記ルーバ２６がガイドとなって排水路２５端側に移動して当該排水路から下方に排水される。そして、これらの下方に落下した凝縮水は、タンク３の入口側部８と出口側部９とを連接する連接部１０に形成された排水孔２７から冷却用熱交換器１の外部に排水されるので、冷却用熱交換器１の凝縮水の排水性を向上させることができる。
【００２６】
冷却用熱交換器１のチューブの構成及び排水路の構成は、これまで説明してきたものに限定されない。以下、異なる構成のチューブを用いた冷却用熱交換器１について図７及び図８を用いて説明する。但し、先の実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
図７に示されるチューブ２８は、一枚のブレージングシートをロールホーミング又はプレス加工により複数段階にて折り曲げ、風下側に位置し積層方向に沿って延びる平坦面１９を設け、通風方向の上流側は前記巻き締め構造を設けると共に、その通風方向の中央でも接合して仕切部２９を形成にすることにより、２つの熱交換媒体通路２０、２０を有するものである。そして、仕切り部２９には、当該仕切り部２９をチューブ２８の積層方向に貫通した排水路３０が形成されている。
【００２８】
このような構成とすることにより、図８に示されるように、チューブ２８の風上側に位置する熱交換媒体通路２０の側面上を風圧により下流側に流れてきた凝縮水は、想像線に示されるように更に風下側の熱交換媒体通路２０の側面上に移動し、ひいては冷却用熱交換器１の通風方向下流側に飛水することなく、実線に示されるように、チューブ２８の排水路３０の端で下方に落下させることが可能であるため、冷却用熱交換器１の凝縮水の排水性を向上させることができる。尚、この冷却用熱交換器１においても、フィン１６の通風方向中央のルーバ２６が形成されない部位の幅（ＬＷ）は、図５に示されるように、前記チューブ１４，１５間の排水路３０の通風方向幅（ＳＷ）よりもその寸法が小さくなるようにしても良く、これにより凝縮水の排水性が更に向上する。
【００２９】
最後に、上述してきたように、チューブ１４とチューブ１５との間に排水路２５を設け、また、チューブ２８の熱交換媒体通路２０，２０の仕切り部２９に排水路３０を設けた構成とすることにより、熱交換器をチューブの長手方向が非鉛直方向（例えば水平方向）に配置する必要がある場合でも、これら排水路２５，３０は凝縮水の下方への排水機能を果たすことができる。このため、種々な場所に様々な非鉛直方向の角度で配置が可能となり、熱交換器としての汎用性が高くなっている。尚、この場合には、図示しないがエンドプレート１７に前記排水路２５，３０の位置と対応した位置に当該エンドプレート１７を積層方向に貫通した排水路を設けることが望ましい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、フィンやチューブに生じた凝縮水は、風圧によりチューブ表面上を風下側に移動していくが、チューブ間に形成された排水路により、凝縮水は冷却用熱交換器の最風下側端まで移動するのを妨げられ、排水路の端部で下方に落下して排水されるので、冷却用熱交換器の下流側に集まる凝縮水の量が減少し目詰まりや飛水するおそれを少なくしている。しかも、フィンのルーバと排水路との配置により排水路間にルーバの一端が臨むため、前記排水路より風上側の凝縮水がフィン上を風圧により風下側に移動してきても、排水路間に位置するルーバがガイドとなって排水路側に移動して当該排水路から下方に排水することが可能となるので、冷却用熱交換器の排水性の向上を一層図ることができる。また、凝縮水がフィン表面上に滞留し難くなるので、冷却用熱交換器の小型化を図りつつその性能を確保するためフィンピッチを小さくしても、凝縮水の滞留による目詰まりを抑制することもできる。
【００３１】
そして、請求項３に記載された発明によれば、チューブの巻き締め部が通風方向の上流側となるように配置することで、この巻き締め部によりチューブの上流側が肉厚となるので、風上側から飛ばされてきたごみ等が付着して生ずる腐食に対する耐食性を向上させることができ、チューブの寿命を長くすることが可能となる。
【００３２】
また、請求項５に記載された発明によれば、チューブ間の排水路の端部で下方に落下した凝縮水は、更にこのタンクの排水路により冷却用熱交換器外へ排水されるので、冷却用熱交換器の排水性の向上を図ることができる。
【００３３】
更にまた、請求項４及び請求項６に記載された発明によれば、出入口タンクにおいて入口側部と出口側部とで直接に熱交換媒体がバイパスすることがなく、また一方が開口した断面が略Ｕ字状の深絞りタンク部とこの開口を閉塞するエンドプレートとを接合してタンクを形成する場合に接合不良により隙間から熱交換媒体が外部に漏洩する不具合も回避できる。また、接合部分に生じたピンホール等のろう付け不良部分に凝縮水が浸入して発生する凍結破壊等の不具合も回避することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、この発明に係る冷却用熱交換器の構成を示す斜視図である。
【図２】  図２は、同上のタンクの構成を示す一部断面図である。
【図３】  図３は、図２に示されるタンクの断面を正面から見た状態を示す説明図である。
【図４】  図４は、通風方向に並列された２つのチューブ及びフィンの配列及び排水路の構成を示す説明図である。
【図５】  図５は、チューブ間の排水路とフィンのルーバとの位置関係を示す説明図である。
【図６】  図６は、図４に示す排水路の構成とすることにより、凝縮水が下流側に位置するチューブに達せす、排水路の端で下方に落下する状態を示す説明図である。
【図７】  図７は、２つの熱交換器を有するチューブ及びフィンの配列及び排水路の構成を示す説明図である。
【図８】  図８は、図７に示す排水路の構成とすることにより、凝縮水が下流側に位置する熱交換媒体通路の側面に達せす、排水路の端で下方に落下する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  冷却用熱交換器
２  タンク
３  タンク
４  チューブ接続孔
５  筒状体
６  閉塞部材
７  隔壁
８  入口側部
９  出口側部
１０  連接部
１１  取付孔
１２  入口側パイプ
１３  出口側パイプ
１４  チューブ
１５  チューブ
１６  フィン
１７  エンドプレート
１８  平坦面
１９  平坦面
２０  熱交換媒体通路
２１  巻き締め部
２２  当接部
２３  閉塞部
２４  インナーフィン
２５  排水路
２６  ルーバ
２７  排水孔
２８  チューブ
２９  仕切り部
３０  排水路
【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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