(57)【要約】【課題】複数のチューブの間を通過する流体の圧力損失を抑制しつつ、継手部の接合状態を外観で確認できるドロンカップ式熱交換器を提供する。【解決手段】ドロンカップ式熱交換器１は、一対のドロンカッププレート３，４が対向するよう一対のドロンカッププレートのそれぞれの縁端部である一対の継手部３１，４１の間を接合して構成され、一方向に積層配置される複数のチューブ２と、複数のチューブ２の間隙に設けられる複数のフィン５と、を備える。一対の継手部３１，４１のうち少なくとも一方（好ましくは両方）の断面形状が直線状である。一対の継手部３１，４１の両方が直線上の場合には端部に段差が設けられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドロンカップ式熱交換器（１）であって、
一対のドロンカッププレート（３，４，３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂ，３Ｃ，４Ｃ）が対向するよう前記一対のドロンカッププレートのそれぞれの縁端部である一対の継手部（３１，４１，３１Ａ，４１Ａ，３１Ｂ，４１Ｂ，３１Ｃ，４１Ｃ）の間を接合して構成され、一方向に積層配置される複数のチューブ（２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）と、
前記複数のチューブの間隙に設けられる複数のフィン（５）と、
を備え、
前記一対の継手部のうち少なくとも一方の断面形状が直線状である、
ドロンカップ式熱交換器。
【請求項２】
前記チューブ（２，２Ａ）は、前記一対のドロンカッププレートのうちの一方（４，４Ａ）が平板状であり、他方（３，３Ａ）が外側に凸となるよう加工された凸形状である片絞り構造であり、
前記平板状のドロンカッププレートの前記継手部（４１，４１Ａ）の断面形状が直線状である、
請求項１に記載のドロンカップ式熱交換器。
【請求項３】
前記平板状のドロンカッププレート（４）及び前記凸形状のドロンカッププレート（３）の両方の前記継手部（４１，３１）の断面形状が直線状であり、
前記一対の継手部の端部に段差が設けられる、
請求項２に記載のドロンカップ式熱交換器。
【請求項４】
前記チューブ（２Ｂ，２Ｃ）は、前記一対のドロンカッププレート（３Ｂ，４Ｂ，３Ｃ，４Ｃ）の両方が外側に凸となるよう加工された凸形状である両絞り構造である、
請求項１に記載のドロンカップ式熱交換器。
【請求項５】
一対のドロンカッププレート（３Ｂ，４Ｂ）の両方の前記継手部（３１Ｂ，４１Ｂ）の断面形状が直線状であり、
前記一対の継手部の端部に段差が設けられる、
請求項４に記載のドロンカップ式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ドロンカップ式熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドロンカップ式熱交換器を構成する複数のチューブは、一対のドロンカッププレートが対向するようそれぞれの継手部の間を接合して形成される。継手部は、一対のドロンカッププレートのそれぞれの縁端部である。この継手部は、それぞれの縁端部を両者が離間する方向に湾曲させたＲ形状に形成されている（例えば特許文献１）。これにより、継手部をろう付け接合した後のフィレット形成を外観で確認することができ、ろう付け不良の有無を外観にて調査可能としている。また、Ｒ形状には継手をろう付けするろう材の量を増やし、ろう付け長さを向上する効果も有る。これにより熱交換器の特に耐圧強度の品質を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２０８４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
チューブの継手部は、複数のチューブの積層方向の一側面、すなわちチューブ間を流れてチューブ内の冷媒と熱交換を行う空気の流れ方向と対向するように設けられる。このため、継手部から外側に湾曲して形成されるＲ形状によって、空気の流れに対向する継手部の対向面積が増大し、このＲ形状に空気が当たり、流体の流れが変わることで流体の圧力損失が増加する虞がある。
【０００５】
また、このような圧力損失を防止するには各チューブの継手部のＲ形状をやめて継手部が完全に密着するよう一対の継手部を共に扁平状とすることも考えられるが、この形状にうすると継手部のろう付け状態を外観で確認するのが困難となる。
【０００６】
本開示は、複数のチューブの間を通過する流体の圧力損失を抑制しつつ、継手部の接合状態を外観で確認できるドロンカップ式熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、ドロンカップ式熱交換器（１）であって、一対のドロンカッププレート（３，４，３Ａ，４Ａ，３Ｂ，４Ｂ，３Ｃ，４Ｃ）が対向するよう前記一対のドロンカッププレートのそれぞれの縁端部である一対の継手部（３１，４１，３１Ａ，４１Ａ，３１Ｂ，４１Ｂ，３１Ｃ，４１Ｃ）の間を接合して構成され、一方向に積層配置される複数のチューブ（２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）と、前記複数のチューブの間隙に設けられる複数のフィン（５）と、を備え、前記一対の継手部のうち少なくとも一方の断面形状が直線状である、ドロンカップ式熱交換器である。
【０００８】
この構成により、熱交換器を通過する流体の流れに対してチューブの継手部の対向面積を縮小でき、継手部により流れを遮られる空気の量を減らすことができるので、複数のチューブの間を通過する流体の圧力損失を好適に抑制できる。また、一対の継手部の間にフィレットが形成されるので、継手部の接合状態を外観で確認できる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、数のチューブの間を通過する流体の圧力損失を抑制しつつ、継手部の接合状態を外観で確認できるドロンカップ式熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１実施形態に係るドロンカップ式熱交換器の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１中のチューブの平面図である。
【図３】図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図であり、チューブの継手部の近傍を拡大視した図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係るドロンカップ式熱交換器におけるチューブの継手部の構成を示す断面図である。
【図５】図５は、第３実施形態に係るドロンカップ式熱交換器におけるチューブの継手部の構成を示す断面図である。
【図６】図６は、第４実施形態に係るドロンカップ式熱交換器におけるチューブの継手部の構成を示す断面図である。
【図７】図７は、比較例としての従来のドロンカップ式熱交換器におけるチューブの継手部の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１２】
［第１実施形態］
図１〜図３を参照して第１実施形態を説明する。第１実施形態に係るドロンカップ式熱交換器１（以下では単に「熱交換器１」とも表記する場合がある）は、例えば図１に示すような構成をとる。一般に、ドロンカップ式熱交換器１とは、いわゆるドロンカップタイプ（Ｄｒａｗｎ  Ｃｕｐ）構造と呼ばれる中空状のチューブ２を多段に積層して構成され、チューブ２の中空部内側を流れる流体（本実施形態では冷媒）と、チューブ２の表面を流れる流体（本実施形態では空気）との間で熱交換を行うものである。ドロンカップ式熱交換器１は、例えばオイルクーラー、エバポレータ、インタークーラー、ラジエータ等に用いられる。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のドロンカップ式熱交換器１は、一対のドロンカッププレート３，４を最中状に接合して構成される断面偏平状のチューブ２相互の間に、コルゲートフィン５（単に「フィン５」とも表記する場合がある）を介在させて積層して配設して、真空ろう付け又は雰囲気炉にて一体ろう付けして製造されている。本実施形態では、チューブ２及びコルゲートフィン５は鉛直方向（図１の上下方向）に積層配置されている。また、チューブ２間のコルゲートフィン５が設けられる間隙には、図１に矢印Ａで示す方向に流れる空気が通過する空気流路１２が形成されている。
【００１４】
なお、以下の説明では、チューブ２が積層されている方向（図１及び図３の上下方向）を「積層方向」と表記する。また、この積層方向に直交し、図１に矢印Ａで示すように、熱交換を行う一方の流体である空気が流れる方向（図２の上下方向、図３の左右方向）を「空気流れ方向」と表記する。これらの積層方向及び空気流れ方向と直交する方向（図２の左右方向）を、熱交換を行う他方の流体である冷媒が流れる方向である「冷媒流れ方向」と表記する。
【００１５】
ドロンカッププレート３，４は、アルミ板または銅板の表面にろう材をクラッドしたものをプレス成形し、内部に中空部を形成するよう積層している。また、図２に示すように、ドロンカッププレート３，４には、中空部が流体流通路となるよう連通孔９，１０が形成されている。本実施形態では、チューブ２の内部に設けられる流通路１１は、略Ｕ字状に形成されている。
【００１６】
ドロンカップ式熱交換器１には、図１に示すように、エンドプレート６の連通孔９，１０に対応する位置に流入口７及び流出口８が設けられている。これにより、流入口７から熱交換器１に流入した冷媒は、各チューブ２の連通孔９から略Ｕ字状の流通路１１を流通しながら、チューブ２間の空気流路１２を流通する空気と熱交換を行って、連通孔１０を流通し、熱交換器１の流出口８から回路に戻って行く。
【００１７】
本実施形態では、一対のドロンカッププレート３，４は、組立時に空気流れ方向の下流側（図２では上側）の一辺２１が連結されている。そして、この一辺２１が回転軸となるよう一対のドロンカッププレート３，４が相互に対向するように折り曲げられて、図３に示すように、この一辺２１の対辺である空気流れ方向の上流側の一辺２２に設けられた各プレートの継手部３１，４１が当接する。そして、継手部３１，４１の当接面の間が、例えばろう付け接合などの任意の接合手法により接合されて、チューブ２が形成される。これらの継手部３１，４１は、ドロンカッププレート３，４のそれぞれの縁端部とも表現できる。
【００１８】
チューブ２は、図３に示すように、一対のドロンカッププレート３，４のうち、積層方向の下側に配置される一方のドロンカッププレート４が平板状であり、積層方向の上側に配置される他方のドロンカッププレート３が外側に凸となるよう加工された凸形状である片絞り構造である。図３に示す冷媒流れ方向から視た断面形状では、一方のドロンカッププレート４は空気流れ方向に沿った直線状で形成され、他方のドロンカッププレート３は積層方向上側に突出する凸形状に形成されている。また、チューブ２の内部にはインナフィン１３が設置されている。
【００１９】
図３に示すように、平板状のドロンカッププレート４の継手部４１の断面形状が直線状に形成されており、また、凸形状のドロンカッププレート３の継手部３１の断面形状も同じく直線状に形成されている。ここで、「継手部の断面形状が直線状」とは、継手部３１，４１が共に扁平であり、相互に当接する面の全体が密着可能な形状をいう。
【００２０】
また、これらの一対の継手部３１，４１は、空気流れ方向の端部位置をずらして配置されており、これにより一対の継手部３１，４１の端部に段差が設けられている。図３の例では、積層方向上側のドロンカッププレート３の継手部３１に対して、積層方向下側のドロンカッププレート４の継手部４１が、空気流れ方向の上流側に突出しており、これにより継手部３１，４１の端部の積層方向上側に段差が形成されている。なお、図３の例とは反対に、積層方向上側のドロンカッププレート３の継手部３１の方が継手部４１に対して突出し、継手部３１，４１の端部の積層方向下側に段差が形成される構成でもよい。
【００２１】
次に、第１実施形態に係るドロンカップ式熱交換器１の効果を説明する。まず、図７を参照して、従来のドロンカップ式熱交換器の問題点について述べる。図７に示すように、従来のドロンカップ式熱交換器では、チューブ２Ｄの継手部３１Ｄ，４１Ｄは、それぞれの縁端部を両者が離間する方向に湾曲させたＲ形状に形成されている。これにより、継手部３１Ｄ，４１Ｄをろう付け接合した後のフィレット１４の形成を外観で確認することができ、ろう付け不良の有無を外観にて調査可能としている。また、このようなＲ形状には、継手をろう付けするろう材の量を増やし、ろう付け長さを向上する効果も有る。これにより熱交換器の特に耐圧強度の品質を確保することができる。
【００２２】
このようなＲ形状をとるチューブ２Ｄの継手部３１Ｄ，４１Ｄが空気流れ方向の上流側に配置されると、継手部３１Ｄ，４１Ｄは、チューブ２Ｄ間を流れてチューブ２Ｄ内の冷媒と熱交換を行う空気の流れ方向と対向するように設けられることになる。このため、継手部３１Ｄ，４１Ｄから積層方向の外側にそれぞれ湾曲して形成されるＲ形状によって、空気の流れに対する継手部３１Ｄ，４１Ｄの対向面積が増大し、このＲ形状の部分に多くの空気が当たって流れを遮られ、空気の流れが変わることで、複数のチューブ２Ｄの間を通過する空気の流体の圧力損失が増加する虞がある。
【００２３】
これに対して、第１実施形態に係るドロンカップ式熱交換器１では、図３に示すように、チューブ２を構成する平板状のドロンカッププレート４の継手部４１と、凸形状のドロンカッププレート３の継手部３１の両方の断面形状が直線状となるよう形成されている。これにより、熱交換器１を通過する空気の流れに対してチューブ２の継手部３１，４１の対向面積を縮小でき、継手部３１，４１により流れを遮られる空気の量を減らすことができるので、複数のチューブ２の間を通過する空気の圧力損失を好適に抑制できる。
【００２４】
さらに、第１実施形態に係るドロンカップ式熱交換器１では、一対の継手部３１，４１の端部に段差が設けられており、この段差部分にフィレット１４が形成されるので、従来の継手部のＲ形状を無くしても、継手部３１，４１のろう付け状態を外観で確認できる。この結果、第１実施形態に係るドロンカップ式熱交換器１は、複数のチューブ２の間を通過する空気の圧力損失を抑制しつつ、継手部３１，４１の接合状態を外観で確認できる。
【００２５】
また、チューブ２を片絞り構造とすることで積層方向の寸法を縮小できる。これにより、積層方向に沿ったチューブ２とコルゲートフィン５との配分の調整が容易となり、ドロンカップ式熱交換器１の熱交換性能の向上や小型化を図ることができる。
【００２６】
［第２実施形態］
図４を参照して第２実施形態を説明する。第２実施形態は、図４に示すように、チューブ２Ａを構成する一対のドロンカッププレート３Ａ，４Ａのうち、平板状のドロンカッププレート４Ａの継手部４１Ａの断面形状のみが直線状であり、凸形状のドロンカッププレート３Ａの継手部３１Ａの端部が従来と同様にＲ形状に湾曲している点で、第１実施形態と異なる。
【００２７】
第２実施形態における継手部３１Ａ，４１Ａの構成でも、図７に示した従来の継手部３１Ｄ，４１Ｄと比較して、熱交換器１を通過する空気の流れに対してチューブ２Ａの継手部３１Ａ，４１Ａの対向面積を縮小でき、継手部３１Ａ，４１Ａにより流れを遮られる空気の量を減らすことができるので、第１実施形態と同様に、複数のチューブ２Ａの間を通過する空気の流体の圧力損失を好適に抑制できる。
【００２８】
また、継手部３１Ａと継手部４１Ａの端部が離間して配置され、この離間部分にフィレット１４が形成されるので、第１実施形態と同様に、継手部３１Ａ，４１Ａのろう付け状態を外観で確認できる。したがって、図４に示す第２実施形態の構成でも、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００２９】
なお、図４には平板状のドロンカッププレート４Ａの継手部４１Ａの断面形状のみが直線状に形成される構成を例示したが、これとは反対に、凸形状のドロンカッププレート３Ａの継手部３１Ａの断面形状のみが直線状に形成される構成であってもよい。
【００３０】
［第３実施形態］
図５を参照して第３実施形態を説明する。第３実施形態は、図５に示すように、チューブ２Ｂを構成する一対のドロンカッププレート３Ｂ，４Ｂの両方が外側に凸となるよう加工された凸形状である両絞り構造である点で、第１実施形態と異なる。
【００３１】
第３実施形態は、第１実施形態と同様に、チューブ２Ｂを構成する一対のドロンカッププレート３Ｂ，４Ｂの両方の継手部３１Ｂ，４１Ｂの断面形状が直線状となるよう形成されており、かつ、一対の継手部３１Ｂ，４１Ｂの端部に段差が設けられているので、図５に示す第３実施形態の構成でも、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００３２】
［第４実施形態］
図６を参照して第４実施形態を説明する。第４実施形態は、図６に示すように、チューブ２Ｃを構成する一対のドロンカッププレート３Ｃ，４Ｃのうち、一方のドロンカッププレート４Ｃの継手部４１Ｃの断面形状のみが直線状であり、他方のドロンカッププレート３Ｃの継手部３１Ｃの端部が従来と同様にＲ形状に湾曲している点で、第３実施形態と異なる。なお、第４実施形態の継手部３１Ｃ，４１Ｃの構成は、図４を参照して説明した第２実施形態の継手部３１Ａ，４１Ａと同様である。したがって、図６に示す第４実施形態の構成でも、第２実施形態と同様の理由により、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００３３】
なお、図６には一方のドロンカッププレート４Ｃの継手部４１Ｃの断面形状のみが直線状に形成される構成を例示したが、これとは反対に、他方のドロンカッププレート３Ｃの継手部３１Ｃの断面形状のみが直線状に形成される構成であってもよい。
【００３４】
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１：ドロンカップ式熱交換器
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ：チューブ
３，３Ａ，３Ｂ，４Ｂ，３Ｃ，４Ｃ：凸形状のドロンカッププレート
４，４Ａ：平板状のドロンカッププレート
３１，４１，３１Ａ，４１Ａ，３１Ｂ，４１Ｂ，３１Ｃ，４１Ｃ：継手部
５：コルゲートフィン（フィン）
【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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