(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通風方向の風上側乃至風下側に通風方向に対して直交するように並列配置された二以上の熱交換器において、
前記熱交換器は、複数のチューブを積層してなるものであって、
通風方向の風上側に配置された一の熱交換器と、風下側に配置された他の熱交換器は、異なる熱媒体が用いられるものであり、
通風方向の風上側に配置された前記一の熱交換器のチューブの高さは、風下側に配置された前記他の熱交換器のチューブの高さよりも小さいことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記並列に配置された二以上の各熱交換器の各チューブは、チューブの積層間隔が略同一であるとともに、通風方向の風上側に配置された前記一の熱交換器のフィンの高さは、風下側に配置された前記他の熱交換器のフィンの高さよりも小さいことを特徴とする前記請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記各チューブの高さは、１.６ｍｍ未満であることを特徴とする前記請求項１又は２いずれか記載の熱交換器。
【請求項４】
前記並列に配置された二以上の各熱交換器の間隔は、１５ｍｍ以下であることを特徴とする前記請求項１乃至３いずれか記載の熱交換器。
【請求項５】
前記熱交換器は、一の熱交換器は、コンデンサであり、他の熱交換器はラジエータであることを特徴とする前記請求項１乃至４いずれか記載の熱交換器。
【請求項６】
前記二以上の熱交換器は、共通の部材を用いて一体的に構成したことを特徴とする前記請求項１乃至５いずれか記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相互に用途の異なる二以上の熱交換器を組み合わせた熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、例えば、車両用に用いられる熱交換器は、相互に異なる作用を有する二以上の熱交換器を組み合わせた熱交換器が用いられている。
【０００３】
例えば、特開平１０−３０６９９４号公報には、エンジンのラジエータコア部と、車両用空調装置のコンデンサコア部を一体に構成した熱交換器の発明が開示されている。また、特開平１０−２５３２７６号公報は、コンデンサコア部とラジエータコア部のチューブ間に配置するフィン幅と、ルーバ枚数の比に着目し、一体的に形成された二つの熱交換器のうち必要放熱量の小さい熱交換器は、前記フィン幅とルーバ枚数の比が小さくなり、必要放熱量の大きい熱交換器は、前記必要放熱量の小さい熱交換器よりも、フィン幅とルーバ枚数の比が大きくなるように熱交換器を構成している。
【０００４】
また、特開平１０−１７０１８４号公報は、二つの熱交換器のチューブ間に装着されるフィンに形成されるルーバ形状に着目し、一の熱交換器に装着するフィンに形成するルーバ形状と、他の熱交換器に装着するフィンに形成するルーバの形状を異なるものとして、二つの熱交換器の熱交換効率の向上を図っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報に掲載された発明のように、二以上の熱交換器を通風方向に対して並列に配置した場合、例えば、二以上の熱交換器を車両に搭載すると、通風方向に対して風上側の熱交換器に外気の通流を阻まれるため、風下側に配置した熱交換器の熱交換性能を維持することは困難である。
【０００６】
すなわち、図４に示すように、第一の熱交換器を構成するチューブ１３の高さｈｃ’と、第二の熱交換器を構成するチューブ１４の高さｈｒ’が同一であると、通風方向の風上側に設置された第一の熱交換器のチューブ１３の存在により、この第一の熱交換器のチューブ１３を通過した空気は、風速が低下し、その後流側で広がって、第二の熱交換器のチューブ１４の表面並びにフィン６のチューブ近傍は風速低下部分となってしまい、第二の熱交換器の熱交換性能が著しく低下するものである。
【０００７】
また、設置スペースの制限されたエンジンルーム内に熱交換器を搭載するためには、第一及び第二の熱交換器を、可能な限り近接する必要があり、加えて、軽量化を図ることも要求されている。
【０００８】
特に、通風方向に対して直交するようにチューブが設置されていると、高温の媒体が通流する第二の熱交換器のチューブ面に外気が接触せず、熱交換性能が妨げられる。特に、第一及び第二の熱交換器を構成するチューブのピッチが同一であった場合、第二の熱交換器を構成するチューブ面には、外気が通風せず、第二の熱交換器の放熱量は著しく低くなる。
【０００９】
そこで、本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、通風方向に対して直交するように並列に設置した二以上の熱交換器において、風下側の熱交換器の熱交換性能の維持を可能とする熱交換器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願第１請求項に記載した発明は、通風方向の風上側乃至風下側に通風方向に対して直交するように並列配置された二以上の熱交換器において、前記熱交換器は、複数のチューブを積層してなるものであって、通風方向の風上側に配置された一の熱交換器と、風下側に配置された他の熱交換器は、異なる熱媒体が用いられるものであり、通風方向の風上側に配置された前記一の熱交換器のチューブの高さは、風下側に配置された前記他の熱交換器のチューブの高さよりも小さく構成した熱交換器である。
【００１１】
このように、通風方向に対して直交するように並列に二以上の熱交換器を配置する場合、風上側の熱交換器のチューブの高さを、風下側に配置する熱交換器のチューブの高さよりも小さくすると、前記熱交換器のチューブ及びフィン間を通流する外気は、風上側に配置した熱交換器のチューブに阻まれることなく、風下側に設置した熱交換器のチューブ面を通流する。したがって、高温の媒体が通流するチューブから放熱が行われ、風下側に配置した第二の熱交換器の熱交換性能を維持できる。
【００１２】
本願第２請求項に記載した発明は、前記請求項１記載の発明において、前記並列に配置された二以上の各熱交換器の各チューブは、チューブの積層間隔が略同一であるとともに、通風方向の風上側に配置された前記一の熱交換器のフィンの高さは、風下側に配置された前記他の熱交換器のフィンの高さよりも小さい構成の熱交換器である。
【００１３】
例えば、通風方向に対して直交するように第一の熱交換器及び第二の熱交換器が並列に設置された場合、特に、第一の熱交換器と第二の熱交換器を構成するチューブの積層間隔が同一で、それぞれのチューブ高さが同一、若しくは第一の熱交換器のチューブ高さが高いと、通風方向風上側となる第一の熱交換器のチューブの存在により、この第一の熱交換器のチューブを通過した外気は、風速が低下し、その後流側で広がって、第二の熱交換器のチューブの表面並びにフィンのチューブ近傍は風速低下部分となってしまい、第二の熱交換器の熱交換性能が著しく低下してしまう。
【００１４】
本請求項においては、通風方向の風上側に配置された前記一の熱交換器のフィンの高さが、風下側に配置された前記他の熱交換器のフィンの高さよりも小さく、そして、第一及び第二の熱交換器を構成するチューブの積層間隔が略同一である場合であっても、第一の熱交換器を構成するチューブの高さが、第二の熱交換器を構成するチューブの高さよりも低くなるため、外気の通風を妨げず、そしてこの外気が、第二の熱交換器を構成するチューブ面に到達するため、第二の熱交換器の熱交換性能を維持することができる。
【００１５】
本願第３請求項に記載した発明は、前記請求項１又は２いずれか記載の発明において、前記熱交換器を構成する前記各チューブの高さは、１．６ｍｍ未満である。
【００１６】
熱交換器を構成するチューブは、熱交換器の熱交換効率及びその軽量化を考慮し、そのチューブ高さが１．６ｍｍ未満となることが望ましい。とりわけ、第一の熱交換器がコンデンサの場合は、チューブ高さが１．３ｍｍ以下となるように寸法設定すると、熱交換効率が更に向上し、熱交換器の小型化、軽量化が一層可能となるものである。
【００１７】
本願第４請求項に記載した発明は、前記請求項１乃至３いずれか記載の発明において、前記並列配置された二以上の各熱交換器の間隔は、１５ｍｍ以下である。
【００１８】
例えば、エンジンルーム内に第一及び第二の熱交換器を搭載する場合、設置スペースを低減するため、並列に設置する第一及び第二の熱交換器は、可能な限り近接して設けることが望ましい。一方、第一及び第二の熱交換器を近接して配置すると、通風方向風上側に設置した第一の熱交換器によって、第二の熱交換器に通流する外気が妨げられてしまい、通風方向風下側に設置した熱交換器の熱交換性能が維持できない。
【００１９】
本発明のように、風上側に設置した熱交換器を構成するチューブの高さは、風下側に設置した熱交換器を構成するチューブの高さよりも小さく設定しているため、第一及び第二の熱交換器の間隔を１５ｍｍのように近接して配置した場合であっても、第二の熱交換器の熱交換性能は維持される。
【００２０】
本願第５請求項に記載した発明は、前記請求項１乃至４いずれか記載の発明において、一の熱交換器は、コンデンサであり、他の熱交換器はラジエータである。
【００２１】
すなわち、エンジンルーム内に搭載する熱交換器は、高い熱交換性能が要求される、空調用の熱交換サイクルを構成するコンデンサと、エンジンを冷却するラジエータを近接して設置する場合が多い。
【００２２】
本願第６請求項に記載した発明は、前記請求項１乃至５いずれか記載の発明において、前記二以上の熱交換器は、共通の部材を用いて一体的に構成した。
【００２３】
二以上の熱交換器は、共通部材、例えばブラケットを用いて一体的に構成すると、熱交換器の軽量化を図り、設置スペースを拡大することなく、エンジンルーム内等における取り付けが容易となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本例の概略構成を示す斜視図である。
【００２５】
図１に示すように、本例の熱交換器は、第一及び第二の熱交換器１，２が通風方向に対して並列に配置されている。
【００２６】
また、各熱交換器１，２は、複数のチューブ３，４と放熱面積を拡大するため、前記チューブ３，４間にフィン５，６を装着し、前記チューブ３，４及びフィン５、６が複数段積層され、チューブ３、４の両端部がそれぞれヘッダタンク７，８，９，１０に接続している。熱交換媒体は、各ヘッダタンク７，８から各チューブ３，４間に分配されて通流し、チューブ３，４及びフィン５，６からの放熱によって高温の媒体が低温の媒体となるように熱交換を行っている。
【００２７】
なお、図中矢印は、外気の通風方向を示している。
【００２８】
また、本例の第一及び第二の熱交換器１，２は、共通の部材を用いて保持され、一体的に構成されている。本例では、ブラケット１５を用いて、第一及び第二の熱交換器１，２をボルトで保持している。具体的には、双方の熱交換器の上下の各エンドプレートに、上下部で各二つのブラケット１５を配置し、前後方向にボルトを挿通して固着している。このように第一及び第二の熱交換器を共通の部材で一体的に構成すると、部材の共通化により、それぞれの熱交換器に個別に設けていたブラケットが不要になるため、熱交換器を軽量化でき、容易にエンジンルーム内に取り付けられる。
【００２９】
本例においては、通風方向風上側に第一の熱交換器１である車両用空調装置のコンデンサを設置し、通風方向風下側に第二の熱交換器２であるエンジンのラジエータを設置している。
【００３０】
本例の熱交換器１，２は、第一の熱交換器１であるコンデンサと第二の熱交換器２であるラジエータの間隔Ｋは、設置スペースの低減を図るため、１５ｍｍである。特に、車両に搭載する場合、設置スペースを低減することは、重要である。
【００３１】
このように、第一の熱交換器１と第二の熱交換器２の間隔が近接して設けられていると、通風方向の風上側に設置された第一の熱交換器１によって、外気の通風が妨げられ、第二の熱交換器２、特に、媒体が通流するチューブ４面に外気が通流せず、所望の熱交換性能が得られない。
【００３２】
したがって、本例においては、通風方向に対して直交するように並列に配置した第一の熱交換器１を構成するチューブ高さｈｃを第二の熱交換器２を構成するチューブ高さｈｒよりも小さくしている。
【００３３】
すなわち、通風方向に直交して並列に配置する第一及び第二の熱交換器を構成するチューブの高さは、ｈｃ＜ｈｒの関係となっている。
【００３４】
図２は、チューブ３，４及びフィン５，６を示す第一及び第二の熱交換器１，２の一部断面図である。なお、図中１１，１２は、フィン５，６に形成したルーバである。なお、図中矢印は、外気の通風方向を示す図である。
【００３５】
また、図３は、第一及び第二の熱交換器のチューブ高さの比と、第二の熱交換器の放熱量との関係を示す図である。
【００３６】
図３に示すように、ｈｒ／ｈｃ＞１以上、すなわち、通風方向の風上側に設置したコンデンサのチューブの高さが、通風方向の風下側に設置したラジエータのチューブの高さよりも小さくなると第二の熱交換器の放熱量の比は，向上する。図３中、Ｂ点は，第一の熱交換器のチューブ高さｈｃ’と第二の熱交換器のチューブ高さｈｒ’の関係がｈｃ’＝ｈｒ’の関係にある点を示している。
【００３７】
また、図３中Ａ点は、第一及び第二の熱交換器のチューブ３，４の高さの関係が、本例に示すｈｒ／ｈｃ＞１の関係を示している。
また、図３中Ｃ点は、第一及び第二の熱交換器のチューブの高さの関係がｈｒ／ｈｃ＜１の関係を示している。
【００３８】
各熱交換器１，２を構成するチューブ３，４は、熱交換性能及び熱交換器の軽量化を考慮し、各チューブ３，４の高さは、１．６ｍｍ未満となることが望ましい。とりわけ、第一の熱交換器が本例のようなコンデンサの場合は、そのチューブ高さが１．３ｍｍ以下となるように寸法設定すると、熱交換効率が更に向上し、熱交換器の小型化、軽量化が一層可能となるものである。
【００３９】
したがって、本例においては、基本的には  ｈｃ＜ｈｒ＜１．６ｍｍを満たすように熱交換器１，２にチューブ３，４を形成している。
【００４０】
前記不等式を満たすチューブを用いて第一及び第二の熱交換器を形成することにより、設置スペースの拡大を図ることなく、第二の熱交換器の熱交換性能を従来よりも向上できる。
【００４１】
車内空調用の熱交換サイクルに用いるコンデンサ及びエンジン冷却用のラジエータは、エンジンルームに通風方向に対して直交するように並列に配置される。
【００４２】
本例のように、第一の熱交換器であるコンデンサのチューブ高さが、第二の熱交換器であるラジエータのチューブ高さよりも小さく構成されていると、第一の熱交換器によって、第二の熱交換器の熱交換性能を妨げることなく、要求される高い熱交換性能を得ることができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、通風方向の風上側乃至風下側に通風方向に対して直交するように並列配置された二以上の熱交換器において、前記熱交換器は、複数のチューブを積層してなるものであって、通風方向の風上側に配置された一の熱交換器と、風下側に配置された他の熱交換器は、異なる熱媒体が用いられるものであり、通風方向の風上側に配置された前記一の熱交換器のチューブの高さは、風下側に配置された前記他の熱交換器のチューブの高さよりも小さく構成した熱交換器である。
【００４４】
このように、通風方向に対して直交するように並列に二以上の熱交換器を配置する場合、風上側の熱交換器のチューブの高さを、風下側に配置する熱交換器のチューブの高さよりも小さくすると、前記熱交換器のチューブ及びフィン間を通流する外気は、風上側に配置した熱交換器のチューブに阻まれることなく、風下側に設置した熱交換器のチューブ面を通流する。したがって、高温の媒体が通流するチューブから放熱が行われ、風下側に配置した第二の熱交換器の熱交換性能を維持できる。
【００４５】
また、前記並列配置された二以上の各熱交換器のチューブは、チューブの積層間隔が略同一であっても、第一の熱交換器を構成するチューブの高さが、第二の熱交換器を構成するチューブの高さよりも小さくなるため、第二の熱交換器に対する外気の通風を妨げず、外気が、第二の熱交換器を構成するチューブ面に到達するため、第二の熱交換器の熱交換性能を維持できる。
【００４６】
また、前記熱交換器のチューブの高さを１．６ｍｍ未満とすると、熱交換効率が向上し、熱交換器の軽量化を図ることができる。とりわけ、第一の熱交換器がコンデンサの場合は、そのチューブ高さが１．３ｍｍ以下となるように寸法設定すると、熱交換効率が更に向上し、熱交換器の小型化、軽量化が一層可能となるものである。
【００４７】
また、本発明は、第二の熱交換器の熱交換性能を維持できるため、並列に配置する熱交換器の間隔を１５ｍｍ以下に設定でき、熱交換器の設置スペースを低減できる。
【００４８】
また、通風方向に対して直交するように並列に配置した熱交換器は、一の熱交換器は、コンデンサであり、他の熱交換器はラジエータである。
【００４９】
高い熱交換性能が要求される、空調用の熱交換サイクルを構成するコンデンサと、エンジンを冷却するラジエータであっても、要求される熱交換性能を満たして、二つの熱交換器を並列に配置できる。
【００５０】
また、前記二以上の熱交換器は、共通の部材を用いて一体的に構成しているので、熱交換器の軽量化が図られ、設置スペースを拡大することなく、エンジンルーム内等における取り付けの容易化を図ることができるものである。
【００５１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体例に係り、第一及び第二の熱交換器の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の具体例に係り、図１の熱交換器の一部断面を示す図である。
【図３】本発明の具体例に係り、第一及び第二の熱交換器を構成するチューブ高さの比と第二の熱交換器の放熱量の比の関係を示す図である。
【図４】従来例に係り、第一及び第二の熱交換器の一部断面を示す図である。
【符号の説明】
１    第一の熱交換器
２    第二の熱交換器
３    チューブ
４    チューブ
５    フィン
６    フィン
７    ヘッダタンク
８    ヘッダタンク
９    ヘッダタンク
１０    ヘッダタンク
１１    ルーバ
１２    ルーバ
１３    チューブ
１４    チューブ
１５    ブラケット
Ｋ  間隔
ｈｃ    第一の熱交換器のチューブの高さ
ｈｒ    第二の熱交換器のチューブの高さ
ｈｃ’    第一の熱交換器のチューブの高さ
ｈｒ’    第二の熱交換器のチューブの高さ
【図１】
0003625259.tif 000002
【図２】
0003625259.tif 000003
【図３】
0003625259.tif 000004
【図４】
0003625259.tif 000005