(57)【要約】【課題】熱交換器内を流れる流体の流量のばらつきを防ぎ均一化を図ることができる、熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器として、例えばカーエアコン用ヒータコア1は、複数の熱交換管4からなりかつ流路抵抗の異なる複数の流路群P1,P2が、ヘッダタンク2,3の長手方向に並んで設けられ、各流路群P1,P2を構成する複数の熱交換管4の流路抵抗が全て同一とされており、供給配管接続部14から最も遠い流路群P2の熱交換管4の内面が平滑に形成されて、流路抵抗が相対的に小さくなされ、供給配管接続部14に最も近い流路群P1の熱交換管4の内面に凸部20が複数形成されて、流路抵抗が大きくなされて構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向を同一方向に向けた状態で互いに間隔をおいて配置された２つのヘッダタンクと、一方のヘッダタンクの一端側に設けられて流体を供給する配管を接続する供給配管接続部および他方のヘッダタンクにおける供給配管接続部と同じ側に設けられて流体を排出する配管を接続する排出配管接続部と、長手方向をヘッダタンクの長手方向と直角をなす方向に向けた状態で、両ヘッダタンク間に間隔をおいて複数配置された熱交換管とを備えた熱交換器であって、
複数の熱交換管からなりかつ流路抵抗の異なる複数の流路群が、ヘッダタンクの長手方向に並んで設けられ、各流路群を構成する複数の熱交換管の流路抵抗が全て同一とされており、
供給配管接続部から最も遠い流路群の熱交換管の内面が平滑に形成されて、流路抵抗が相対的に小さくなされ、供給配管接続部に最も近い流路群の熱交換管の内面に凸部が複数形成されて、流路抵抗が大きくなされている、熱交換器。
【請求項２】
熱交換管の内面における複数の凸部は、供給配管接続部に最も近い流路群における熱交換管の管壁が内側に凹まされることより形成されている、請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
流路抵抗が異なる２つの流路群が設けられ、流路抵抗が相対的に大きくなされた流路群における熱交換管の数が、熱交換器内における熱交換管全体の数の４割以下とされている、請求項１または２記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえば、カーエアコン用ヒータコア、ラジエータまたは水冷式インタークーラなどとして用いられる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン冷却用の温水を用いて車室内を暖房する熱交換器としては、互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に、幅方向が通風方向を向くようにヘッダタンクの長さ方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダタンクに接続された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間に配置されたコルゲートフィンと、一方のヘッダタンクの一端側に接続されて流体を供給する供給配管および他方のヘッダタンクにおける供給配管と同じ側に接続されて流体を排出する排出配管とを備えたものが知られている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
上記のような熱交換器には、内側が平滑となった熱交換管が設けられており、熱交換器内における熱交換管の流路抵抗はすべて同じになっている。そのため、供給配管側に比較的近い熱交換管の流路には流体の流量が相対的に多くなり、供給配管から遠い熱交換管の流路には流体の流量が減少する。これにより、供給配管から比較的遠い熱交換管と近い熱交換管とで、熱交換器内を流れる流体の流量にばらつきが生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９３９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の目的は、上記問題を解決し、熱交換器内を流れる流体の流量のばらつきを防ぎ均一化を図ることができる、熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１）長手方向を同一方向に向けた状態で互いに間隔をおいて配置された２つのヘッダタンクと、一方のヘッダタンクの一端側に設けられて流体を供給する配管を接続する供給配管接続部および他方のヘッダタンクにおける供給配管接続部と同じ側に設けられて流体を排出する配管を接続する排出配管接続部と、長手方向をヘッダタンクの長手方向と直角をなす方向に向けた状態で、両ヘッダタンク間に間隔をおいて複数配置された熱交換管とを備えた熱交換器であって、複数の熱交換管からなりかつ流路抵抗の異なる複数の流路群が、ヘッダタンクの長手方向に並んで設けられ、各流路群を構成する複数の熱交換管の流路抵抗が全て同一とされており、供給配管接続部から最も遠い流路群の熱交換管の内面が平滑に形成されて、流路抵抗が相対的に小さくなされ、供給配管接続部に最も近い流路群の熱交換管の内面に凸部が複数形成されて、流路抵抗が大きくなされている、熱交換器。
【０００７】
２）熱交換管の内面における複数の凸部は、供給配管接続部に最も近い流路群における熱交換管の管壁が内側に凹まされることより形成されている、上記１）記載の熱交換器。
【０００８】
３）流路抵抗が異なる２つの流路群が設けられ、流路抵抗が相対的に大きくなされた流路群における熱交換管の数が、熱交換器内における熱交換管全体の数の４割以下とされている、上記１）または２）記載の熱交換器。
【発明の効果】
【０００９】
上記１）〜３）の熱交換器によれば、  複数の熱交換管からなりかつ流路抵抗の異なる複数の流路群が、ヘッダタンクの長手方向に並んで設けられ、各流路群を構成する複数の熱交換管の流路抵抗が全て同一とされており、供給配管接続部から最も遠い流路群の熱交換管の内面が平滑に形成されて、流路抵抗が相対的に小さくなされ、供給配管接続部に最も近い流路群の熱交換管の内面に凸部が複数形成されて、流路抵抗が大きくなされているので、
長手方向を同一方向に向けた状態で互いに間隔をおいて配置された２つのヘッダタンクと、一方のヘッダタンクの一端側に接続されて流体を供給する供給配管接続部および他方のヘッダタンクにおける供給配管接続部と同じ側に接続されて流体を排出する排出配管接続部と、長手方向をヘッダタンクの長手方向と直角をなす方向に向けた状態で、両ヘッダタンク間に間隔をおいて複数配置された熱交換管とを備えた熱交換器であっても、
供給配管接続部に比較的近い流路群における熱交換管の流路に流れる流体の流量が相対的に減少し、供給配管接続部から遠い流路群における熱交換管の流路に流れる流体の流量が多くなり、熱交換器内を流れる流体の流量のばらつきを抑えることができる。
【００１０】
上記２）の熱交換器によれば、熱交換管の内面における複数の凸部は、供給配管接続部に最も近い流路群における熱交換管の管壁が内側に凹まされることより形成されているので、側壁が平滑な熱交換管に凹凸加工を施すのみで流路抵抗が大きい熱交換管を製造することができ、凹凸加工が施された熱交換管を製造するためだけに新たな金型を用意する必要がなく、製造コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明のカーエアコン用ヒータコアの全体構成を示す一部を省略した正面図である。
【図２】この発明のカーエアコン用ヒータコアに用いられる熱交換管を示す斜視図である。
【図３】図１のA−A線に沿う拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１３】
以下の説明において、図１の上下、左右を上下、左右というものとし、図１の紙面裏側（図３の下側）を前、これと反対側（図３の上側）を後というものとする。
【００１４】
また、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
【００１５】
図１に示すように、ヒータコア(1)は、幅方向を通風方向に向けるとともに長手方向を左右方向に向けた状態で、上下方向に間隔をおいて配置されたアルミニウム製上ヘッダタンク(2)およびアルミニウム製下ヘッダタンク(3)と、上下両ヘッダタンク(2)(3)間に、幅方向を通風方向に向けるとともに左右方向に間隔をおいて配置され、かつ上下両端部が上下両ヘッダタンク(2)(3)に接続された複数のアルミニウム製扁平状熱交換管(4)と、隣り合う熱交換管(4)どうしの間および左右両端の熱交換管(4)の外側に配置されて熱交換管(4)にろう付されたアルミニウム製コルゲートフィン(5)と、両端のコルゲートフィン(5)の外側に配置されてコルゲートフィン(5)にろう付されるとともに、上下両端が上下両ヘッダタンク(2)(3)にろう付されたアルミニウム製サイドプレート(6)とを備えている。熱交換管(4)の上下両端部は、上下両ヘッダタンク(2)(3)に形成された管挿入孔（図示略）に挿入された状態で両ヘッダタンク(2)(3)にろう付けされている。
【００１６】
上ヘッダタンク(2)は、左右両端が開口したタンク本体(7)と、タンク本体(7)の両端部（開口端部）に嵌め被せられてタンク本体(7)の開口を閉鎖するキャップ(8)(9)とによって構成されている。
【００１７】
上ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)は、タンク本体(7)の熱交換管(4)側（下側）の部分を形成しかつ熱交換管(4)が接続された第１タンク部材(11)と、第１タンク部材(11)にろう材により接合されかつタンク本体(7)における熱交換管(4)とは反対側の部分を形成する第２タンク部材(12)とよりなる。
【００１８】
下ヘッダタンク(3)は、上ヘッダタンク(2)を上下逆向きにしたものである。
【００１９】
この実施形態では、上ヘッダタンク(2)の右端のキャップ(8)には流体を排出する排出配管（図示略）を接続する排出配管接続部(13)が設けられており、下ヘッダタンク(3)の右端のキャップ(9)には、流体を供給する供給配管（図示略）を接続する供給配管接続部(14)が設けられている。供給配管と排出配管の接続は、この実施形態に限られず、排出配管が下ヘッダタンク(3)の右端のキャップ(9)に、供給配管が上ヘッダタンク(2)の右側のキャップ(8)に接続されてもよい。
ヒータコア(1)には、上下ヘッダタンク(2)(3)の長手方向（左右方向）に複数、たとえば２０本の熱交換管(4)が並列に設けられており、連続して上下ヘッダタンク(2)(3)の長手方向に並んだ複数の熱交換管(4)の流路からなりかつ流路抵抗の異なる複数の流路群、ここでは２つの流路群（P1）（P2）が左右方向に並んで設けられている。以下、右側の流路群（排出配管接続部(13)および供給配管接続部(14)に近い流路群）を第1流路群（P1）といい、左側の流路群（排出配管接続部(13)および供給配管接続部(14)から遠い流路群）を第２流路群（P2）というものとする。
【００２０】
図２および図３に示すように、熱交換管(4)は、少なくとも片面にろう材層を有する帯状のアルミニウムブレージングシートを、ろう材層が外側となるように中空状に曲げてろう付けすることにより形成されたものであり、互いに対向する左右両壁(15)(16)と、左右両壁(15)(16)の前後両側縁どうしに跨る前後両側壁(17)(18)と、左右両壁(15)(16)の幅方向の中央部どうしに跨る１つの補強壁(19)とを備えている。
【００２１】
右壁(16)は１つの右壁形成部(16a)からなり、左壁(15)は前後両側壁(17)(18)を介して右壁形成部(16a)の前後両側縁に一体に形成されるとともに、側壁(17)(18)とは反対側の縁部どうしが突き合わされた２つの左壁形成部(15a)(15b)からなる。補強壁(19)は、両左壁形成部(15a)(15b)における互いに突き合わされた縁部にそれぞれ右方に突出するように一体に形成され、かつ互いに密着させられた２つの補強壁用凸条(19a)(19a)からなる。両補強壁用凸条(19a)(19a)の先端（右端）に前後両側壁(17)(18)側に屈曲した屈曲部(19b)が一体に形成されているとともに当該屈曲部(19b)が右壁形成部(16a)の内面に密着した状態でろう付されている。両補強壁用凸条(19a)(19a)は左壁形成部(15a)(15b)と直角をなし、両屈曲部(19b)(19b)は補強壁用凸条(19a)(19a)と直角をなしている。
【００２２】
第1流路群(P1)における熱交換管(4)の左壁(15)および右壁(16)には、凹凸加工（ディンプル加工）が施されることによって、内側に突出した凸部(20)が複数形成されている。第２流路群（P2）における熱交換管(4)の左壁および右壁の内面は、平滑に形成されている。
【００２３】
これにより、第1流路群(P1)における熱交換管(4)の流路抵抗は、凸部(20)が形成される前よりも大きくなり、かつ第２流路群（P2）における熱交換管(4)の流路抵抗よりも相対的に大きくなっている。
【００２４】
第1流路群(P1)における熱交換管(4)は、内側に複数の凸部(20)が形成されることにより、内側が平滑に形成された第２流路群（P2）における熱交換管(4)に対して、1.1〜1.3倍の抵抗を有していることが好ましい。
【００２５】
第1流路群(P1)を構成する熱交換管(4)の流路抵抗は、全て同一となっており、第２流路群（P2）を構成する熱交換管(4)の流路抵抗も、全て同一となっている。
【００２６】
ここで、ヒータコア(1)内に設けられた熱交換管(4)全体における、第1流路群(P1)の熱交換管(4)が占める割合は４割、第２流路群（P2）の熱交換管(4)が占める割合は６割とされることが好ましい。
【００２７】
凸部(20)は、熱交換管(4)の右壁形成部(16a)および左壁形成部(15a)(15b)のそれぞれに形成されている。右壁形成部(16a)の前側と後側とに、上下方向に複数の列、たとえば２列の凸部(20)が形成されており、同様に、前側の左壁形成部 (15a)および後側の左壁形成部(15b)に、上下方向に複数の列、たとえば２列の凸部(20)が施されている。
【００２８】
前側の左壁形成部(15a)の凸部(20)と右壁形成部(16a)の前側の凸部(20)とは、互いに対向しないようにちぐはぐに形成されており、同様に、後側の左壁形成部(15b)の凸部(20)と右壁形成部(16a)の後側の凸部(20)とは、互いに対向しないようにちぐはぐに形成されている。
【００２９】
凸部(20)の高さおよび隣り合う凸部(20)間のピッチは、熱交換管(4)の長さや流体の流量により適宜決定される。凸部(20)の高さや隣り合う凸部(20)のピッチを変えることにより、熱交換管(4)内の抵抗を変化させることができ、熱交換管(4)内の流速を制御することができる。
【００３０】
コルゲートフィン(5)は、波頂部と、波底部と、波頂部および波底部を連結する垂直状連結部とから構成されている。
【００３１】
コルゲートフィン(5)の波頂部および波底部は、熱交換管(4)の左右の側壁(15)(16)にそれぞれろう付けされている。第1流路群(P1)に設けられたコルゲートフィン(5)および第２流路群（P2）に設けられたコルゲートフィン(5)のフィンピッチは同じであり、両コルゲートフィン(5)の肉厚も同じとされている。
【００３２】
上記特許文献１に記載されているような従来のカーエアコン用ヒータコアにおける熱交換管の内側壁は、全て平滑であるため、全ての熱交換管の流路抵抗が同一であった。そのため、供給配管から下ヘッダタンクに流入した温水は、供給配管接続部に最も近い熱交換管に最も多くの温水が流入し、供給配管接続部から遠ざかるにつれて熱交換管に流入する温水の量が減少していった。これにより、供給配管接続部から比較的に遠い熱交換管と近い熱交換管とで、ヒータコア内を流れる温水の流量にばらつきが生じていた。
【００３３】
これに対して上記のような本願発明のカーエアコン用ヒータコア(1)では、供給配管から下ヘッダタンク(3)に流入した温水は、まず、下ヘッダタンク(3)に連通する第1流路群(P1)の熱交換管(4)内に流入した後、わずかに遅れて第２流路群（P2）の熱交換管(4)内に流入する。
【００３４】
ここで、第1流路群(P1)における熱交換管(4)の流路抵抗は、凸部(20)が形成されることにより相対的に大きくなされているので、第1流路群(P1)における熱交換管(4)内を流れる温水の速度は、第２流路群（P2）における平滑な熱交換管(4)を流れる温水の速度より遅くなっている。
【００３５】
そのため、第1流路群(P1)の熱交換管(4)内を温水が流れている最中に、第1流路群(P1)の熱交換管(4)内に流入しなかった下ヘッダタンク(3)内の温水が、第２流路群（P2）の熱交換管(4)に到達し、この熱交換管(4)内に流入する。
【００３６】
第２流路群（P2）の熱交換管(4)内を流れる温水は、第２流路群（P2）における熱交換管(4)の流路抵抗が相対的に小さくなっているので、第1流路群(P1)の熱交換管(4)内を流れる温水よりも流速が速くなり、第1流路群(P1)と第２流路群（P2）との間で流れる温水の量の差は小さくなる。
【００３７】
したがって、ヒータコア(1)内を流れる温水の流量のばらつきを防止することができる。
【００３８】
上記の実施形態では、カーエアコン用ヒータコア(1)について説明したが、ラジエータや水冷式インタークーラなどでも同様とされる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
この発明による熱交換器は、車両のカーエアコンに組み込まれるヒータコアに好適に使用される。
【符号の説明】
【００４０】
（１）    ヒータコア
（２）    上ヘッダタンク
（３）    下ヘッダタンク
（４）    熱交換管
（１３）  排出配管接続部
（１４）  供給配管接続部
（２０）  凸部
（P1）    第1流路群
（P2）    第２流路群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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