(57)【要約】【課題】  余剰放熱性能を抑えることにより、フィンの密化により過剰性能となった熱交換器の冷却性能を適正にできる一体型熱交換器。【解決手段】  所定間隔をおいて対向配置される一対のタンク1a,1b（2a,2b）の間に、チューブ１ｃ（２ｃ）と交互に積層されるフィン３を共通とするコア部４（５）を備えるラジエータ１とコンデンサ２が前後方向に重ねられた状態で一体的に固設して成る一体型熱交換器において、コンデンサ２のコア部５の一部に複数のデッドチューブ１０からなるデッドチューブ領域Ｄ１を設けた。【選択図】      図４
2006220329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔をおいて対向配置される一対のタンクの間に、チューブと交互に積層されるフィンを共通とするコア部を備える２つの熱交換器が前後方向に重ねられた状態で一体的に固設して成る一体型熱交換器において、
前記２つの熱交換器のコア部のうち、一方側のコア部の一部に複数のデッドチューブからなるデッドチューブ領域を設けたことを特徴とする一体型熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の一体型熱交換器において、
前記２つの熱交換器のコア部同士間の温度差が最も大きい領域にデッドチューブ領域を設けたことを特徴とする一体型熱交換器。
【請求項３】
請求項１または２記載の一体型熱交換器において、
前記デッドチューブ領域のフィンを伝熱フィンとすると共に、デッドチューブ領域以外のフィンを断熱フィンとしたことを特徴とする一体型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２つの熱交換器を一体的に設けてなる一体型熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各々用途の異なる２つの熱交換器をユニット化した一体的熱交換器の技術が公知になっている（特許文献１、２参照）。
このような一体型熱交換器は、所定間隔をおいて対向配置される一対のタンクの間に、チューブと交互に積層されるフィンを共通とするコア部を備えた構造となっている。
【特許文献１】特開２００３−４２６８５号公報
【特許文献２】特開平１１−１７３７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の一体型熱交換器にあっては、チューブと交互に積層されるフィンを共通とする構造上、フィンのピッチ及びコアサイズは冷却性能仕様要求の高い熱交換器側に応じて設計されるため、両コア部の一方側が他方側に比べて必要以上の放熱性能を備えてしまうという問題があった。
このような問題は、例えばラジエータのコア部の冷却性能仕様要求が高い場合に、コンデンサのコア部のフィンピッチが密化して必要以上の放熱性能を備えるため、外気温度の低い状態でエアコンを作動させた場合、特に窓曇りを解消する時など、冷却性能が過剰となり圧力が上がらず、過冷却の確保が難しいといった問題に繋がる。
また、２つの熱交換器のコア部同士間には大きな温度差が発生するため、この温度差に起因する他のコア部からの伝熱による悪影響を防止することが急務となっていた。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、フィンの密化及びコアサイズの大型化によるコア部の過剰放熱性能を適正にできると同時に、両コア部の温度差に起因する他のコア部からの伝熱による悪影響を防止できる一体型熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１記載の発明では、所定間隔をおいて対向配置される一対のタンクの間に、チューブと交互に積層されるフィンを共通とするコア部を備える２つの熱交換器が前後方向に重ねられた状態で一体的に固設して成る一体型熱交換器において、前記２つの熱交換器のコア部のうち、一方側のコア部の一部に複数のデッドチューブからなるデッドチューブ領域を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の請求項１記載の発明にあっては、２つの熱交換器のコア部のうち、一方側のコア部の一部に複数のデッドチューブからなるデッドチューブ領域を設けたため、フィンの密化によるコア部の過剰放熱性能を適正にできると同時に、両コア部の温度差に起因する他のコア部からの伝熱による悪影響を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
以下、実施例１を説明する。
なお、本実施例１の一体型熱交換器は２つの熱交換器をラジエータとコンデンサに適用した場合について説明する。
図１は本発明の実施例１の一体型熱交換器を示す平面図、図２は同正面図、図３は図２のＳ３−Ｓ３線における拡大断面斜視図（レインフォースの一部は一点鎖線で図示）、図４はコンデンサのタンク内部を説明する断面図である。
図５は図３の矢視Ｂによるデッドチューブ領域以外のフィンを説明する図、図６は図３の矢視Ａによるデッドチューブ領域のフィンを説明する図、図７は本実施例１の一体型熱交換器の模式図であり、作用を説明する図である。
【０００９】
先ず、全体構成を説明する。
図１〜３に示すように、本実施例１の一体型熱交換器は、車両後方側に配置されるラジエータ１と、その前方側に重ねられた状態で配置されるコンデンサ２とが一体的に固設されている。
ラジエータ１は、所定間隔をおいて対向配置される一対のタンク1a,1bの間に、チューブ１ｃと、このチューブ１ｃと交互に積層され、且つ、コンデンサ２のコア部５と共通するフィン３からなるコア部４を備えている。
タンク1a,1bには、チューブ１ｃの両端部が嵌挿固定される他、タンク１ａの上部には後方側へ突出した入出力ポートＰ１が設けられ、一方、タンク１ｂの下部には後方側へ突出した入出力ポートＰ２が設けられている。
なお、車両レイアウトにより入出力ポートの位置は異なるので、この限りではない。
【００１０】
コンデンサ２は、所定間隔をおいて対向配置される一対のタンク2a,2bの間に、チューブ２ｃと、このチューブ２ｃと交互に積層されるフィン３からなるコア部５を備えている。
タンク2a,2bには、チューブ２ｃの端部が嵌挿固定される他、その内部は仕切り板6a,6bによって３つの室R1,R2,R3に仕切られ、一方、タンク２ｂの内部は仕切り板7a,7bによって３つの室R4,R5、R6に仕切られている。
なお、仕切り板6a,6b,7a,7bの仕切り位置及び個数は必要放熱性能により異なるため、この限りではない。
また、タンク２ａの室Ｒ２に近接して側方に突出した入出力ポートP3,P4が設けられると共に、入出力ポートＰ３は室Ｒ２に連通され、一方、入出力ポートＰ４は、パイプ８を介して室Ｒ３に連通されている。
また、タンク２ｂには室R5,R6に連通したレシーバ９のパイプ9a,9bが接続されている。
【００１１】
従って、図４に示すように、タンク2a,2bの室R1,R4に対応する複数のチューブ２ｃはデッドチューブとなり、これによって、コア部５の一部に複数のデッドチューブ１０で構成されるデッドチューブ領域Ｄ１が形成されている。
なお、仕切り板6a,7aを省略してデッドチューブ１０の両端部を潰すことにより、デッドチューブ領域Ｄ１を形成する場合には、室R1,R4内に流通媒体を流すようにしても良い。
【００１２】
また、図５に示すように、デッドチューブ領域Ｄ１以外のフィン３は、その中央に矩形状に開口された熱遮断部１１が設けられて断熱フィン１２となっている。
なお、熱遮断部１１はフィン３におけるラジエータ１側とコンデンサ２側との熱伝達を妨げる構造であれば良く、例えば、その中央の短手方向両側を矩形状に切欠して代用することができ、熱遮断部１１の形状、個数は必要に応じて適宜決定することができる。
【００１３】
一方、図６に示すように、デッドチューブ領域Ｄ１のフィン３は連続した伝熱フィン１３となっている。
また、本実施例１では、ラジエータ１のチューブ１ｃの中央に仕切り部１ｄ（図５、６参照）が形成された偏平チューブが採用される他、フィン３の両チューブ1c,2c(10)に近接した位置にはそれぞれルーバ１４が形成されている。
さらに、ラジエータ１のタンク1a,1b及びコンデンサのタンク2a,2bの上下端部には、レインフォース15,16が嵌挿固定されることにより、これらが連結固定されている。
その他、前述した一体型熱交換器の構成部材は全てアルミ製であり、各構成部材の接合部のうち、一方側にはろう材からなるクラッド層（ブレージングシート）が設けられている。
【００１４】
次に、作用を説明する。
このように構成された一体型熱交換器を製造する際は、ラジエータ１とコンデンサ２を予め仮組された後、図外の加熱炉で熱処理されることにより各構成部材が一体的にろう付け固定される。
なお、レシーバ９については、加熱処理後の一体型熱交換器に対して図外のブラケットや溶接で固定しても良い。
【００１５】
そして、図７に示すように、車両に搭載された一体型熱交換器は、前述したラジエータ１の入出力ポートＰ１からタンク１ａに流入した約１１０℃前後の流通媒体（一点鎖線矢印Ｘで図示）は、コア部４の各チューブ１ｃを流通する間に伝熱フィン１３を介して車両走行風または図外のファンによる強制風と熱交換されて約６０℃前後まで冷却された後、タンク１ｂに流入して入出力ポートＰ２から排出される。
【００１６】
一方、コンデンサ２の入出力ポートＰ３からタンク２ａの室Ｒ２に流入した約７０℃前後の流通媒体（一点鎖線Ｙで図示）は、コア部５の室R2,R5に対応する各チューブ２ｃを流通する間に断熱フィン１２を介して車両走行風または図外のファンによる強制風と熱交換された後、タンク２ｂの室Ｒ５に流入する。
【００１７】
次に、室Ｒ５内の流通媒体は、パイプ９ａを介してレシーバ９内で気液分離された後、液状の流通媒体のみがパイプ９ｂを介してタンク２ｂの室Ｒ６に流入して室R3,R6に対応するチューブ２ｃを流通する間に、断熱フィン１２を介して車両走行風または図外のファンによる強制風と熱交換されて約４５℃前後まで過冷却されてタンク２ａの室Ｒ３に流入する。
【００１８】
最後に、室Ｒ３内の流通媒体は、パイプ８を介して入出力ポートＰ４から排出される。
【００１９】
ここで、本実施例１の熱交換器は、ラジエータ１とコンデンサ２がフィン３を共通とする構造上、フィン３のピッチ及びコアサイズは冷却性能仕様要求の高いラジエータ１側に応じて設計されるため、コンデンサ２がラジエータ１に比べて必要以上の放熱性能を備えてしまうという問題が生じる。
なお、このような問題は、外気温度の低い状態でエアコンを作動させた場合、特に窓曇りを解消する時など、冷却性能が過剰となり圧力が上がらず、過冷却の確保が難しいといった問題に繋がる。
【００２０】
また、ラジエータ１の入出力ポートＰ１からタンク１ａに流入する流通媒体の温度は約１１０℃前後にも達するため、この入出力ポートＰ１に近接するコンデンサ２のチューブ２ｃに約７０℃前後の流通媒体を流通させると、従来の一体型熱交換器ではラジエータ１のチューブ１ｃを流通する流通媒体の熱により、コンデンサ２のチューブ２ｃを流通する流通媒体が加熱されることになる。
【００２１】
しかしながら、本実施例１の一体型熱交換器にあっては、前述したように、コンデンサ２のコア部５における上側に配置された複数のチューブ２ｃを、デッドチューブ１０で構成されたデッドチューブ領域Ｄ１としたため、デッドチューブ領域Ｄ１においてコンデンサ２の流通媒体が流通することはない。
【００２２】
コンデンサ２の流通媒体が流れるチューブ２ｃに対応する位置のラジエータ１のチューブ１ｃを流れる流通媒体は、もはや１１０℃よりも低くなっており、結果、両コア部4,5の温度差に起因するコア部4,5間の熱伝導によってコンデンサ２のチューブ２ｃ内を流通する流通媒体が加熱されるのを防止できる。
【００２３】
また、デッドチューブ領域Ｄ１において、デッドチューブ１０の隙間を介した車両走行風またはファンによる強制風が高温になることはないため、該デッドチューブ１０に近接するラジエータ１のチューブ１ｃを効率的に冷却でき、ラジエータ１の冷却性能を向上できる。
【００２４】
また、デッドチューブ領域Ｄ１において、車両後方側からエンジンの熱気が吹き返してラジエータ１のチューブ１ｃの隙間を介した高温な熱気がデッドチューブ１０に当たっても、デッドチューブ１０には流通媒体が流れていないため、その冷却性能に何ら影響はなく、コンデンサ２の冷却性能が低下する虞がない。
【００２５】
また、デッドチューブ領域Ｄ１のフィン３は、伝熱フィン１３であるため、伝熱フィン１３におけるラジエータ１側の熱をコンデンサ２側に効率良く伝達してその放熱断面積を増やすことができ、デッドチューブ領域Ｄ１におけるラジエータ１の放熱性能を向上できる。
【００２６】
一方、デッドチューブＤ１領域以外のフィン３は、断熱フィン１２であるため、断熱フィン１２におけるラジエータ１側の熱がコンデンサ２側に伝達されるのを防止でき、両コア部同士間の温度差に起因する熱伝達の悪影響を防止できる。
なお、伝熱フィン１３を用いなくても、要求されるラジエータ１側の放熱性能が達成できれば、全てのフィンを断熱フィン１２として同一のフィンを使用することも可能である。
【００２７】
さらに、本実施例１では、ラジエータ１側の流通媒体の温度約１１０℃前後、コンデンサ２側の流通媒体の温度約７０℃前後である両コア部4,5同士間の温度差が最も大きい領域にデッドチューブ領域Ｄ１を設けているため、両コア部4,5同士間の温度差に起因する他のコア部からの熱伝導の悪影響を防止するのに好適となる。
【００２８】
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の一体型熱交換器にあっては、所定間隔をおいて対向配置される一対のタンク1a,1b（2a,2b）の間に、チューブ１ｃ（２ｃ）と交互に積層されるフィン３を共通とするコア部４（５）を備えるラジエータ１とコンデンサ２が前後方向に重ねられた状態で一体的に固設して成る一体型熱交換器において、コンデンサ２のコア部５の一部に複数のデッドチューブ１０からなるデッドチューブ領域Ｄ１を設けたため、フィン３の密化及びコアサイズの大型化によるコア部５の過剰放熱性能を適正にできると同時に、両コア部4,5の温度差に起因する他のコア部からの熱伝導の悪影響を防止するのに好適となる。
【００２９】
また、両コア部4,5同士間の温度差が最も大きい領域にデッドチューブ領域Ｄ１を設けたため、両コア部4,5同士間の温度差に起因する他のコア部からの熱伝導の悪影響を最も効果的に防止できる。
【００３０】
また、デッドチューブ領域Ｄ１のフィン３を伝熱フィン１３とすると共に、デッドチューブ領域Ｄ１以外のフィン３を断熱フィン１２としたため、デッドチューブ領域Ｄ１においては、ラジエータ１の放熱性能を向上でき、デッドチューブ領域Ｄ１以外においては、ラジエータ１とコンデンサ２の両コア部4,5同士間の温度差に起因する他のコア部からの熱伝導の悪影響を防止できる。
【実施例２】
【００３１】
以下、実施例２を説明する。
図８は本実施例２の一体型熱交換器を説明する要部拡大断面斜視図、図９は本実施例２の一体型熱交換器の模式図であり、作用を説明する図である。
なお、本実施例２では、実施例１と同一構成部材については同じ符号を付してその説明を省略し、相違点のみ詳述する。
【００３２】
先ず、全体構成を説明する。
図８、９に示すように、本実施例２の一体型熱交換器は、実施例１で説明したデッドチューブ領域Ｄ１の代わりに、ラジエータ１のタンク1a,1b内が仕切り板17,18で仕切られて室Ｒ７〜１０が形成されている。
【００３３】
従って、タンク1a,1bの室R8,R10に対応する複数のチューブ１ｃはデッドチューブとなり、これによって、コア部４の一部に複数のデッドチューブ２０で構成されるデッドチューブ領域Ｄ２（図９中斜線部分で図示）が形成されている。
【００３４】
一方、コンデンサ２のタンク2a,2bの仕切り板6a,7aが省略されることにより、タンク２ａには室R11,R3が形成され、タンク２ｂには室R12,R6が形成されている。
従って、コンデンサ２のタンク2a,2bの室R3,R6に対応するチューブ２ｃに隣接する領域がデッドチューブ領域Ｄ２となっている。
なお、デッドチューブ領域Ｄ２のフィン３は実施例１と同様に伝熱フィン１３が採用され、デッドチューブＤ２領域以外のフィン３は断熱フィン１２が採用されている。
【００３５】
さらに、ラジエータの入出力ポートＰ１は室Ｒ７に、入出力ポートＰ２は室Ｒ９に連通した状態でそれぞれ設けられ、一方、コンデンサの入出力ポートＰ３は室Ｒ１１に、入出力ポートＰ４はパイプ８を介して室Ｒ３に連通した状態でそれぞれ設けられると共に、レシーバ９のパイプ9a,9bは室R12,R6に連通した状態で接続されている。
【００３６】
次に、作用を説明する。
このように構成された一体型熱交換器では、図９に示すように、ラジエータ１の入出力ポートＰ１からタンク１ａに流入した約１１０℃前後の流通媒体（破線矢印Ｘで図示）は、コア部４の室R7,R9に対応するチューブ１ｃを流通する間に断熱フィン１２を介して車両走行風または図外のファンによる強制風と熱交換されて約６０℃前後まで冷却された後、タンク１ｂに流入して入出力ポートＰ２から排出される。
【００３７】
一方、コンデンサ２の入出力ポートＰ３からタンク２ａの室Ｒ１１に流入した約７０℃前後の流通媒体（破線矢印Ｙで図示）は、コア部５の室R11,R12に対応する各チューブ２ｃを流通する間に断熱フィン１２を介して車両走行風または図外のファンによる強制風と熱交換された後、タンク２ｂの室Ｒ１２に流入する。
【００３８】
次に、室Ｒ１２内の流通媒体は、パイプ９ａを介してレシーバ９内で気液分離された後、液状の流通媒体のみがパイプ９ｂを介してタンク２ｂの室Ｒ６に流入して室R3,R6に対応する各チューブ２ｃを流通する間に、伝熱フィン１３を介して車両走行風または図外のファンによる強制風と熱交換されて約４５℃前後まで過冷却されてタンク２ａの室Ｒ３に流入する。
【００３９】
最後に、室Ｒ３内の流通媒体は、パイプ８を介して入出力ポートＰ４から排出される。
【００４０】
ここで、ラジエータ１の入出力ポートＰ２から排出される流通媒体の温度は約６０℃前後であり、この入出力ポートＰ２に近接するコンデンサ２のチューブ２ｃに流通媒体（約４５℃）を流通させると、従来の一体型熱交換器ではラジエータ１のチューブ１ｃを流通する流通媒体の熱により、コンデンサ２のチューブ２ｃを流通する流通媒体が加熱され、結果、過冷却の確保が難しくなる。
【００４１】
しかしながら、本実施例２では前述したように、ラジエータ１のコア部４における下側に配置された複数のチューブ１ｃをデッドチューブ２０としてデッドチューブ領域Ｄ２を設けたため、デッドチューブ領域Ｄ２においてラジエータ１の流通媒体が流通することはない。
【００４２】
従って、コンデンサ２の流通媒体が再加熱されるのを防止して過冷却を確保できる。
【００４３】
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例２の一体型熱交換器にあっては、所定間隔をおいて対向配置される一対のタンク1a,1b（2a,2b）の間に、チューブ１ｃ（２ｃ）と交互に積層されるフィン３を共通とするコア部４（５）を備えるラジエータ１とコンデンサ２が前後方向に重ねられた状態で一体的に固設して成る一体型熱交換器において、ラジエータ１のコア部４の一部に複数のデッドチューブ２０からなるデッドチューブ領域Ｄ２を設けたため、フィン３の密化及びコアサイズの大型化によるコア部４の過剰放熱性能を適正にできると同時に、両コア部4,5の温度差に起因する他のコア部からの熱伝導の悪影響を防止できる。
【００４４】
以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、本実施例では、車両後方側にラジエータ１を配置し、その前方にコンデンサ２を配置した一体型熱交換器について説明したが、ラジエータ１を車両前方側に配置する場合も有り得る。
【００４５】
また、２つの熱交換器におけるデッドチューブ領域を設ける一方側の熱交換器の決定、及びデッドチューブ領域を設ける位置については、両コア部同士間の温度差や冷却仕様要求に応じて適宜設定でき、例えば、ラジエータ１の余剰冷却性能を適正する目的でラジエータ１のコア部４にデッドチューブ領域を設ける場合も有り得る。
【００４６】
また、本実施例では、ラジエータ１とコンデンサ２を組み合わせた一体型熱交換器に適用した場合について説明したが、例えば、過給機付エンジンに採用されるインタークーラやハイブリット車両に採用されるサブラジエータ等の一般的な熱交換器を適宜組み合わせた一体型熱交換器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例１の一体型熱交換器を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例１の一体型熱交換器を示す正面図である。
【図３】図２のＳ３−Ｓ３線における拡大断面斜視図（レインフォースの一部は一点鎖線で図示）である。
【図４】コンデンサ２のタンク内部を説明する断面図である。
【図５】図３の矢視Ｂによるデッドチューブ領域以外のフィンを説明する図である。
【図６】図３の矢視Ａによるデッドチューブ領域のフィンを説明する図である。
【図７】本実施例１の一体型熱交換器の模式図であり、作用を説明する図である。
【図８】本実施例２の一体型熱交換器を説明する要部拡大断面斜視図である。
【図９】本実施例２の一体型熱交換器の模式図であり、作用を説明する図である。
【符号の説明】
【００４８】
Ｄ１、Ｄ２  デッドチューブ領域
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４  入出力ポート
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２  室
Ｓ  ストッパ部材
１  ラジエータ
１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ  タンク
１ｃ、２ｃ  チューブ
１ｄ  仕切り部
２  コンデンサ
３  フィン
４、５  コア部
６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、１７、１８  仕切り板
８、９ａ、９ｂ  パイプ
９  レシーバ
１０、２０  デッドチューブ
１１  熱遮断部
１２  断熱フィン
１３  伝熱フィン
１４  ルーバ
１５、１６  レインフォース
【図１】
2006220329.tif 000003
【図２】
2006220329.tif 000004
【図３】
2006220329.tif 000005
【図４】
2006220329.tif 000006
【図５】
2006220329.tif 000007
【図６】
2006220329.tif 000008
【図７】
2006220329.tif 000009
【図８】
2006220329.tif 000010
【図９】
2006220329.tif 000011