(57)【要約】【課題】帯状チューブ間の熱伝達を抑制して各熱交換ユニットの熱交換効率を向上できるととともに、コンパクト化を図ることができる熱交換器を得る。【解決手段】第１熱交換ユニット２および第２熱交換ユニット３を、帯状チューブ２ａ，３ａの帯幅方向に二段に重ねて備えるとともに、帯状チューブ２ａ，３ａの延伸方向一端側に、第１熱交換ユニット２および第２熱交換ユニット３で共用される共用ヘッダ４を設けて、第１熱交換ユニット２の帯状チューブ２ａと第２熱交換ユニット３の帯状チューブ３ａとをそれら帯状チューブ２ａ，３ａの積層方向に互い違いに配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔をあけて平行に積層配置される扁平な帯状チューブ（２ａ，３ａ）と、前記間隔のそれぞれで前記帯状チューブ（２ａ，３ａ）の延伸方向に沿って迂曲しながら延伸するコルゲートフィン（２ｄ，３ｄ）と、を有する第１および第２熱交換ユニット（２，３）を、前記帯状チューブ（２ａ，３ａ）の帯幅方向に二段に重ねて備える熱交換器において、
前記第１熱交換ユニット（２）の帯状チューブ（２ａ）と前記第２熱交換ユニット（３）の帯状チューブ（３ａ）とを、それら帯状チューブ（２ａ，３ａ）の積層方向に互い違いに配置したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記第１熱交換ユニット（２）の帯状チューブ（２ａ）の前記第２熱交換ユニット（３）側の帯幅方向端縁部（２ｂ）と、前記第２熱交換ユニット（３）の帯状チューブ（３ａ）の前記第１熱交換ユニット（２）側の帯幅方向端縁部（３ｂ）とを、前記積層方向に重ね合わせたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第１熱交換ユニット（２）の帯状チューブ（２ａ）の前記第２熱交換ユニット（３）側の帯幅方向端縁部（２ｂ）と、前記第２熱交換ユニット（３）の帯状チューブ（３ａ）の前記第１熱交換ユニット（２）側の帯幅方向端縁部（３ｂ）とを、前記積層方向にオーバーラップさせたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記帯状チューブ（２ａ，３ａ）の延伸方向一端側に、前記第１および第２熱交換ユニット（２，３）で共用される共用ヘッダ（４）を設け、
前記共用ヘッダ（４）は、前記帯状チューブ（２ａ，３ａ）を挿通させるスリット（５ａ）が形成された底板部材（５）と、当該底板部材（５）に対向配置されて前記帯状チューブ（２ａ，３ａ）の長手方向端部が嵌め込まれる凹部（６ａ）が形成された天板部材（６）と、が一体的に結合された構造を備え、
前記底板部材（５）と天板部材（６）との間に、前記第１熱交換ユニット（２）の帯状チューブ（２ａ）内を流通する第１媒体用の流通路（２ｃ）と、前記第２熱交換ユニット（３）の帯状チューブ（３ａ）内を流通する第２媒体用の流通路（３ｃ）と、がそれぞれ隔離された状態で形成されるとともに、前記スリット（５ａ）および凹部（６ａ）が前記積層方向に互い違いに配置されたことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第１媒体用の流通路（２ｃ）と前記第２媒体用の流通路（３ｃ）が、前記帯幅方向に離間配置されたことを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第１熱交換ユニット（２）の帯状チューブ（２ａ）の前記第２熱交換ユニット（３）側の帯幅方向端縁部（２ｂ）、および前記第２熱交換ユニット（３）の帯状チューブ（３ａ）の前記第１熱交換ユニット（２）側の帯幅方向端縁部（３ｂ）のうち、少なくともいずれか一方の一部が、尖っていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の熱交換器。
【請求項７】
前記第１熱交換ユニット（２）および前記第２熱交換ユニット（３）は、相互に別の媒体を通流させるものであることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の熱交換器。
【請求項８】
前記第１熱交換ユニット（２）および前記第２熱交換ユニット（３）は、同一の媒体を通流させるものであることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状チューブおよびコルゲートフィンが交互に積層配置された２つの熱交換ユニットを重ね合わせた熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、交互に積層配置される帯状チューブおよびコルゲートフィンをそれぞれ有する熱交換ユニットを帯幅方向に二段に重ね合わせるとともに、上記の隣り合うコルゲートフィンの位相を当該コルゲートフィンの延伸方向にずらした熱交換器が提案されている。（例えば特許文献１）。
【０００３】
この従来の熱交換器では、２つの熱交換ユニットの各コルゲートフィンの位相が延伸方向にずれているため、隣り合うフィンの側端が接合した場合であっても点接触となり、２つの熱交換ユニット間で温度差があるときに一方のフィンから他方のフィンへの熱の伝達を抑制することができる。
【特許文献１】特開平１１−１９３９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、二段に重ね合わせた熱交換ユニットの各帯状チューブが並列しているので、これらの帯状チューブを介して２つの熱交換ユニット間で熱の伝達が行なわれて、各熱交換ユニットの熱交換効率を損なうという問題があった。また、前記の熱伝達を避けるため帯状チューブを帯幅方向に離間させた場合、熱交換器が前記の帯幅方向に大きくなり大型化するという問題があった。
【０００５】
本発明は、二段に重ね合わせた熱交換ユニットの各帯状チューブ間の熱伝達を抑制して各熱交換ユニットの熱交換効率を向上させることができるととともに、よりコンパクト化を図ることが可能な熱交換器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、間隔をあけて平行に積層配置される扁平な帯状チューブ（２ａ，３ａ）と、前記間隔のそれぞれで前記帯状チューブ（２ａ，３ａ）の延伸方向に沿って迂曲しながら延伸するコルゲートフィン（２ｄ，３ｄ）と、を有する第１および第２熱交換ユニット（２，３）を、前記帯状チューブ（２ａ，３ａ）の帯幅方向に二段に重ねて備える熱交換器（１，１Ａ，１Ｂ）において、前記第１熱交換ユニット（２）の帯状チューブ（２ａ）と前記第２熱交換ユニット（３）の帯状チューブ（３ａ）とを、それら帯状チューブ（２ａ，３ａ）の積層方向に互い違いに配置したことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１熱交換ユニットの帯状チューブと第２熱交換ユニットの帯状チューブとを帯状チューブの積層方向に互い違いに配置することにより、これらの帯状チューブを積層方向に離間させることができるので、当該帯状チューブを介して２つの熱交換ユニット間で熱の伝達が行なわれることを抑制でき、各熱交換ユニットの熱交換効率を向上させることができる。また、第１熱交換ユニットの帯状チューブと第２熱交換ユニットの帯状チューブとの帯幅方向の間に間隙を設ける必要がないので、第１熱交換ユニットおよび第２熱交換ユニットを隣接した状態で配置でき、よりコンパクトに構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態に係る熱交換器を図に基づいて説明する。
【０００９】
（第１実施形態）図１は、本発明の第１実施形態に係る熱交換器を示す断面図、図２は、本実施形態に設けられる共用ヘッダの斜視図である。
【００１０】
図１に示す熱交換器１は、相互に別の媒体を通流させる第１熱交換ユニット２および第２熱交換ユニット３を、帯状チューブ２ａ，３ａの帯幅方向（図２のＸ方向）に二段に重ねて備えるとともに、帯状チューブ２ａ，３ａの延伸方向（図２のＺ方向）一端側に、第１熱交換ユニット２、および第２熱交換ユニット３で共用される共用ヘッダ４が設けられている。
【００１１】
第１熱交換ユニット２は、所定の間隔をあけて平行に積層配置される扁平な帯状チューブ２ａと、前記の間隔のそれぞれで帯状チューブ２ａの延伸方向に沿って迂曲しながら延伸する後述のコルゲートフィン２ｄとを有し、同様に、第２熱交換ユニット３は、所定の間隔をあけて平行に積層配置される扁平な帯状チューブ３ａと、前記の間隔のそれぞれで帯状チューブ３ａの延伸方向に沿って迂曲しながら延伸する後述のコルゲートフィン３ｄとを有している。
【００１２】
上記の第１熱交換ユニット２の帯状チューブ２ａと第２熱交換ユニット３の帯状チューブ３ａとは、それら帯状チューブ２ａ，３ａの積層方向（図２のＹ方向）に互い違いに配置されている。また、第１熱交換ユニット２の帯状チューブ２ａの第２熱交換ユニット３側の帯幅方向端縁部２ｂと、第２熱交換ユニット３の帯状チューブ３ａの第１熱交換ユニット２側の帯幅方向端縁部３ｂとは、上記の積層方向に重ね合わされている。
【００１３】
共用ヘッダ４は、帯状チューブ２ａ，３ａを挿通させるスリット５ａが形成された底板部材５と、当該底板部材５に対向配置されて帯状チューブ２ａ，３ａの長手方向端部が嵌め込まれる凹部６ａが形成された天板部材６とが一体的に結合された構造を備えている。底板部材５と天板部材６との間には、第１熱交換ユニット２の帯状チューブ２ａ内を流通する第１媒体（例えば冷媒）用の流通路２ｃと、第２熱交換ユニット３の帯状チューブ３ａ内を流通する第２媒体（例えばエンジン冷却水）用の流通路３ｃとがそれぞれ隔離された状態で形成されるとともに、スリット５ａおよび凹部６ａが前記の積層方向に互い違いに配置されている。第１媒体用の流通路２ｃと第２媒体用の流通路３ｃとは、帯状チューブ２ａ，３ａの帯幅方向（図２のＸ方向）の両端に形成され、すなわち帯幅方向に離間配置されている。
【００１４】
この第１実施形態にあっては、第１熱交換ユニット２の帯状チューブ２ａと第２熱交換ユニット３の帯状チューブ３ａとを，帯状チューブ２ａ，３ａの積層方向（図２のＹ方向）に互い違いに配置することにより、帯状チューブ２ａ，３ａを前記の積層方向に離間させる。また、帯状チューブ２ａ，３ａの帯幅方向（図２のＸ方向）の間に間隙を設けることなく、第１熱交換ユニット２の帯状チューブ２ａと第２熱交換ユニット３を隣接した状態で配置する。
【００１５】
このように構成した第１実施形態では、第１熱交換ユニット２および第２熱交換ユニット３に相互に別の媒体を通流させることにより、例えば、冷媒を冷却するコンデンサと冷却水を冷却するラジエータとを並列させて重ね合わせたシステムに適用可能である。また、帯状チューブ２ａ，３ａを積層方向（図２のＹ方向）に離間させたので、第１熱交換ユニット２および第２熱交換ユニット３間で温度差があるとき、帯状チューブ２ａ，３ａを介して２つの熱交換ユニット２，３間で熱伝達が行なわれることを抑制できるとともに、第１熱交換ユニット２のコルゲートフィン２ｄと第２熱交換ユニット３のコルゲートフィン３ｄとが接合した場合であっても点接触となるので、一方のフィンから他方のフィンへの熱伝達も抑制することができる。これにより、第１熱交換ユニット２および第２熱交換ユニット３のそれぞれの熱交換効率を向上させることができる。
【００１６】
また、第１実施形態にあっては、帯状チューブ２ａ，３ａの帯幅方向（図２のＸ方向）の間に間隙を設ける必要がないので、第１熱交換ユニット２および第２熱交換ユニット３を隣接した状態で配置でき、よりコンパクトに構成することができる。
【００１７】
さらに、第１実施形態では、第１熱交換ユニット２および第２熱交換ユニット３で共用する共用ヘッダ４を備えたので、部品点数を減らすことができる上、帯状チューブ２ａ，３ａの位置決めが容易であり、すなわち帯状チューブ２ａ，３ａの適切なレイアウトが得られやすくなる。また、共用ヘッダ４の第１媒体用の流通路２ｃと第２媒体用の流通路３ｃとを、帯状チューブ２ａ，３ａの帯幅方向に離間配置したので、上記の第１媒体用の流通路２ｃと第２媒体用の流通路３ｃとの間で熱伝達が行なわれることを抑制でき、この点でも第１熱交換ユニット２および第２熱交換ユニット３の熱交換効率の向上を図ることができる。
【００１８】
なお、上記第１実施形態にあっては、第１熱交換ユニット２をコンデンサとし、第２熱交換ユニット３をラジエータとして並列させた場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、第１熱交換ユニット２および第２熱交換ユニット３を直列接続することにより、例えば、ＣＯ２ガスなどの同一の媒体を通流させる２つの熱交換ユニットを備えるシステムにも適用可能である。
【００１９】
（第２実施形態）図３は、本発明の第２実施形態に係る熱交換器を説明する模式図である。なお、本実施形態にかかる熱交換器１Ａは、上記第１実施形態にかかる熱交換器１と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素には共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。
【００２０】
本実施形態の熱交換器１Ａでは、第１熱交換ユニット２の帯状チューブ２ａの第２熱交換ユニット３側の帯幅方向端縁部３ｂと、第２熱交換ユニット３の帯状チューブ３ａの第１熱交換ユニット２側の帯幅方向端縁部３ｂとが、帯状チューブ２ａ，３ａの積層方向（図３のＸ方向）にオーバーラップしている。
【００２１】
このように構成した第２実施形態でも、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、この第２実施形態では、帯状チューブ２ａの帯幅方向端縁部２ｂと、帯状チューブ３ａの帯幅方向端縁部３ｂとを積層方向（図３のＸ方向）にオーバーラップさせることにより、第１熱交換ユニット２のコルゲートフィン２ｄと第２熱交換ユニット３のコルゲートフィン３ｄとを離間させて接触を無くすことができるので、コルゲートフィン２ｄ、３ｄ間の熱伝達をさらに抑制できる。
【００２２】
（第３実施形態）図４は、本発明の第３実施形態に係る熱交換器を説明する模式図である。なお、本実施形態にかかる熱交換器１Ｂは、上記第１実施形態にかかる熱交換器１と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素には共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。
【００２３】
本実施形態の熱交換器１Ｂでは、第１熱交換ユニット２の第２熱交換ユニット３側の帯状チューブ２ａの帯幅方向端縁部２ｂと、第２熱交換ユニット３の帯状チューブ３ａの第１熱交換ユニット２側の帯幅方向端縁部３ｂとが、帯状チューブ２ａ，３ａの積層方向（図４のＸ方向）にオーバーラップするとともに、上記の帯幅方向端縁部２ｂ、３ｂがくさび状に尖っている。
【００２４】
このように構成した第３実施形態でも、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、この第３実施形態では、第１熱交換ユニット２のコルゲートフィン２ｄと第２熱交換ユニット３のコルゲートフィン３ｄとを離間させて接触を無くすことができるので、コルゲートフィン２ｄ、３ｄ間の熱伝達を抑制できる。また、第１熱交換ユニット２の帯状チューブ２ａの帯幅方向端縁部２ｂがくさび状に尖っており、第２熱交換ユニット３のコルゲートフィン２ｄの側端と接合した場合でも点接触となるので、帯状チューブ２ａの帯幅方向端縁部２ｂと第２熱交換ユニット３のコルゲートフィン３ｄとの間の熱伝達を抑制でき、同様に、帯状チューブ３ａの帯幅方向端縁部３ｂと第１熱交換ユニット２のコルゲートフィン２ｄとの間の熱伝達を抑制できる。
【００２５】
なお、上記第３実施形態では、帯状チューブ２ａ，３ａの各帯幅方向端縁部２ｂ、３ｂがくさび状に尖っている場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、帯幅方向端縁部２ｂ、３ｂのうち、少なくともいずれか一方の一部が尖っているものであればよく、例えば、図５に示すように、帯状チューブ２ａ，３ａの各帯幅方向端縁部２ｂ、３ｂより外方へ突出する突出板７を設けることにより、帯状チューブ２ａの帯幅方向端縁部２ｂと第２熱交換ユニット３のコルゲートフィン３ｄとの間の熱伝達、および帯状チューブ３ａの帯幅方向端縁部３ｂと第１熱交換ユニット２のコルゲートフィン２ｄとの間の熱伝達をそれぞれ抑制できる。
【００２６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱交換器を示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係る熱交換器で用いられる共用ヘッダの斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る熱交換器を示す模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る熱交換器を示す模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る熱交換器で用いられる帯状チューブの変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２８】
１，１Ａ，１Ｂ  熱交換器
２  第１熱交換ユニット
２ａ  帯状チューブ
２ｂ  帯幅方向端縁部
２ｃ  流通路
２ｄ  コルゲートフィン
３  第２熱交換ユニット
３ａ  帯状チューブ
３ｂ  帯幅方向端縁部
３ｃ  流通路
３ｄ  コルゲートフィン
４  共用ヘッダ
５  底板部材
５ａ  スリット
６  天板部材
６ａ  凹部
７  突出板
【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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