(57)【要約】【課題】エンドプレート側の流路抵抗の抑制と、熱交換性能の向上とを両立することのできる積層型熱交換器の提供を図る。【解決手段】複数積層したチューブの最外層を形成するエンドプレート５１のタンク成形部３に対応した部分を前記冷媒流路４０と面一に形成してあるため、エンドプレート５１補強の為のリブや椀状部によるプレス加工での薄肉化の懸念がなく、また、エンドプレート５１側の流路抵抗の抑制と熱交換性能の向上とを両立することができ、かつ、該チューブ内にインナーフィン５３を配し、インナープレート２ａに接合してあるため、エンドプレート５１の耐圧強度を向上することができる。【選択図】      図３
2004293880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒流路（４０）とタンク成形部を有する一対のプレート部材（２ａ，２ｂ）からなるチューブ（２）を複数積層するとともに、隣接する前記チューブ（２）間に設けられた複数のフィン（９）からなる熱交換器であって、前記複数積層したチューブ（２）の最外層を形成するチューブ（２）の一方には、そのタンク成形部に冷媒出入口（３８、３８）を設けるとともに、他方には構成するプレート部材（２ａ，２ｂ）のタンク成形部を前記冷媒流路と面一に形成し、かつ、該チューブ（２）内にインナーフィン（５２）を配し、プレート部材（２ａ）に接合したことを特徴とする積層型熱交換器。
【請求項２】
前記インナーフィン（５２）が配置されるチューブ（２）のタンク成形部には、複数の冷媒連通孔（５４）を備えた多孔プレート（５３）が設けられ、該多孔プレート（５３）は、その周囲を前記プレート部材（２ａ）のタンク成形部に接合されるとともに、一方の面をエンドプレートに接合したことを特徴とする請求項１に記載の積層型熱交換器。
【請求項３】
前記多孔プレート（５３）は、その周囲をフランジ状に形成した断面略コの字状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の積層型熱交換器。
【請求項４】
前記一対のプレート部材（２ａ，２ｂ）、多孔プレート（５３）、インナーフィン（５２）は、ステンレス鋼からなり相互にろう付けされていることを特徴とする請求項２または３に記載の積層型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用・産業用ラジエータ及びオイルクーラー、車両用・家庭用凝縮器等に用いられる熱交換器に関し、特に一対のプレート部材の間に冷媒流路の形成されるチューブを複数積層してなる積層型熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の熱交換器として、２枚のプレート部材を内部に冷媒等の熱交換媒体の流路が形成されるように重ね合わせることによって形成されたチューブを複数積層した積層型の熱交換器が知られている。
【０００３】
このような積層型の熱交換器では、最外層には複数のリブを設ける等、耐圧強度面の向上を図るための手段が一般に講じられている。
【０００４】
以下、図８〜図１０を用いて従来の熱交換器の構造を簡単に説明する。この従来の構造によれば、熱交換器は複数枚のインナープレート２で形成されている熱交換コア部１と、その両側面を覆うように配置されている第１および第２のアウタープレート３０，３１とから概略構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
インナープレート２は、平面的に見て略長方形であり、その両端部近傍には、一方へ突出させて膨出したタンク成形部３が形成され、そしてこの膨出部の中心部には透孔４が形成されている。したがって、これらの膨出部が相互に接するように積層されると、これらの膨出部は一種のスペーサの作用をすると共に、透孔４、４が連通しタンク部５が形成されることになる。即ち、インナープレート２をタンク成形部３の頂面あるいは頂部が相互に当接するように配置すると共に、それらの間に紙面に平行方向な第１流路６を確保するためのコルゲートフィン（インナーフィン）７と、紙面に垂直方向の第２流路８を確保するためのコルゲートフィン９とをそれぞれ介装し、これらをフランジ部１０で一体的に接合してコア部１が形成される。
【０００６】
第１および第２のアウタープレート３０，３１は、前述のように構成されているコア部１の図において上下面を閉鎖するように配置されるもので、その面にはコア部１側に突出した複数本のビード３３〜３６が長手方向に形成されている。そして第１アウタープレート３０の、上方のインナープレート２の膨出部３に対応する位置には、管接続金具３８が取り付けられている。
【０００７】
前述したインナープレート２，アウタープレート３０，３１およびコルゲートフィン７，８等はアルミニウムあるいはその合金から構成され、第８図に示すように積層され、そして例えば不活性ガス雰囲気中でフランジ部１０，３９が溶接されたり、ロウ付けなどの手法等で一体化されて熱交換器が形成される。
【０００８】
したがって、一方の図示されない管接続具から、第１の流体例えばオイルを供給すると、オイルはタンク部５から第１の流路６を通って他方のタンク部に至り、そして他方の管接続具３８から出ていく。その間に第２の流体例えば空気を紙面に垂直な第２の流路８，８間に流すと、これらの両流体間で熱交換が行われることになる。
【０００９】
【特許文献１】
実公平０６−３９２５２号公報（図１，図２および図５）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の従来の構造によれば、最下層のアウタープレート（以下、エンドプレートと記す）３１に設けた椀状部３７（タンク成形部３に対応する位置に形成される）や複数のリブ３３〜３６によって、エンドプレート自体の全体的な強度は平板状に形成したものに比較して向上しており、耐圧強度面に対して有利となり得るが、前記椀状部３７やリブ３３〜３６は、その成型時におけるプレス加工の特性によりどうしても隅部（図１１のａ）に薄肉部が生じやすいという問題も有していた。このような薄肉部が発生すると、耐圧強度面や耐腐食性においても問題となるため、薄肉部が発生しても十分な耐性を得られるようにプレート部材の板厚を設定するなどの対策が必要であった。
【００１１】
また、前記椀状部３７は、コア部１側への凹みであるために、エンドプレート３１側の流路４０の流路抵抗が大きくなってしまうという問題も有している。
【００１２】
さらに、該エンドプレート３１側では、椀状部３７により、インナーフィン７が配置できず、リブ３３〜３６がインナーフィン７の代わりとなっているため、エンドプレート３１側の熱交換性能の向上は期待できなかった。
【００１３】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、エンドプレート側の流路抵抗の抑制と、熱交換性能の向上とを両立することのできる積層型熱交換器の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の発明にあっては、冷媒流路とタンク成形部を有する一対のプレート部材からなるチューブを複数積層するとともに、隣接する前記チューブ間に設けられた複数のフィンからなる積層型熱交換器において、前記複数積層したチューブの最外層を形成するチューブの一方には、そのタンク成形部に冷媒出入口を設けるとともに、他方には構成するプレート部材のタンク成形部を前記冷媒流路と面一に形成し、かつ、該チューブ内にインナーフィンを配し、プレート部材に接合したことを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明にあっては、請求項１に記載の前記インナーフィンが配置されるチューブのタンク成形部には、複数の冷媒連通孔を備えた多孔プレートが設けられ、該多孔プレートは、その周囲を前記プレート部材のタンク成形部に接合されるとともに、一方の面を前記インナーフィンに接合したことを特徴としている。
【００１６】
請求項３の発明にあっては、請求項２に記載の前記多孔プレートは、その周囲をフランジ状に形成した断面略コの字状に形成されていることを特徴としている。
【００１７】
請求項４の発明にあっては、請求項２または請求項３に記載の前記一対のプレート部材、多孔プレート、インナーフィンは、ステンレス鋼からなり相互にろう付けされていることを特徴としている。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、冷媒流路とタンク成形部を有する一対のプレート部材からなるチューブを複数積層するとともに、隣接する前記チューブ間に設けられた複数のフィンからなる熱交換器において、前記複数積層したチューブの最外層を形成するチューブの一方には、そのタンク成形部に冷媒出入口を設けるとともに、他方には構成するプレート部材のタンク成形部を前記冷媒流路と面一に形成してあるため、エンドプレート５１補強の為のリブや椀状部によるプレス加工での薄肉化の懸念がなく、また、エンドプレート側の流路抵抗の抑制と熱交換性能の向上とを両立することができる。
【００１９】
また、該チューブ内にインナーフィンを配し、プレート部材に接合してあるため、エンドプレートの耐圧強度を向上することができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の効果に加え、前記インナーフィンが配置されるチューブのタンク成形部には、複数の冷媒連通孔を備えた多孔プレートが設けられ、該多孔プレートは、その周囲を前記プレート部材のタンク成形部に接合されるとともに、一方の面を前記インナーフィンに接合してあるため、タンク成形部３における耐圧強度をさらに向上することができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、請求項２の効果に加え、前記多孔プレートは、その周囲をフランジ状に形成した断面略コの字状に形成されているため、タンク成形部３における耐圧強度をさらに向上することができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、請求項２または請求項３の効果に加え、前記一対のプレート部材、多孔プレート、インナーフィンは、ステンレス鋼からなり相互にろう付けされているため、耐腐食性に優れるとともに、耐圧強度をより向上することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した熱交換器の構造の実施の形態を図面と共に詳述する。なお、前記従来の構造と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００２４】
図１〜６は、本発明の実施の形態を示している。なお、図１は、本発明の熱交換器の全体的な構造の概略を示している。図２は本実施の形態の熱交換器の要部における分解斜視図であり、図３および図４は要部の断面図を示し、図５はインナーフィン、図６は多孔プレートをそれぞれ示す斜視図である。
【００２５】
図２に示すように、本実施の形態の熱交換器は、復数枚のインナープレート２ａ，２ｂとで構成されるチューブ２と、チューブ２同士の間に介在されたコルゲートフィン９とでなる熱交換コア部１を備え、この熱交換コア部１と、その両側面を覆うように配置されている第１のアウタープレート５０および第２のアウタープレートとしてのエンドプレート５１とから概略構成されている。
【００２６】
上側のインナープレート２ａは、平面的に見て略長方形を呈し、その両端部近傍には、上方へ突出させてタンク成形部３が形成され、そしてこの膨出部の中心部には周縁が上方へ僅かに突出した透孔４が形成されている。また、インナープレート２ａの周縁部は下向きにフランジ１０ａが形成されるとともに、中央部には、エンボス部１１（図３参照。）が形成されている。
【００２７】
一方、下側のインナープレート２ｂは、同じく平面的に見て略長方形を呈し、その両端部近傍には、透孔４が形成されている。また、インナープレート２ｂの周縁部は、上向きにフランジ１０ｂが形成されるとともに、中央部には、インナープレート２ａのエンボス部１１に対応するエンボス部１１が形成されている。
【００２８】
したがって、これらのインナープレート２ａ，２ｂが相互に接するように積層されると、前記タンク成形部３は一種のスペーサの機能を果たすと共に、透孔４、４が連通しタンク部５が形成されることになる。即ち、インナープレート２ａおよび２ｂを透孔４が相互に相対するように配置すると共に、それらの間に第２流路を確保するためのコルゲートフィン９を介装し、これらをフランジ部１０で一体的に接合してコア部１が形成される。
【００２９】
第１のアウタープレート５０およびエンドプレート５１は、前述のように構成されているコア部１の図において上下面を閉鎖するように配置される。そして第１アウタープレート５０の、上方のインナープレート２のタンク成形部３に対応する位置には、管接続金具３８が取り付けられている。
【００３０】
一方、エンドプレート５１は略平板状に形成され、かつ、その周縁部にインナープレート２ｂのフランジ部１０ａと接続するフランジ部３９ｂが形成してある。そして、エンドプレート５１側のインナープレート２ａとの間に紙面に平行な流路を確保するためのインナーフィン５２をこのエンドプレート５１に介装してある。
【００３１】
なお、本実施の形態では、インナーフィン５２として、複数方向に流体が流れるオフセットフィンタイプのものを使用して熱交換性能をより向上させている。
【００３２】
さらに、インナープレート２ａのタンク成形部に対応する部分には、複数の冷媒連通孔５４を備えた多孔プレート５３がその周囲をインナープレート２ａのタンク成形部に接合されるとともに、下面をインナーフィン５２に接合してある。
【００３３】
前述したインナープレート２アウタープレート５０，５１およびコルゲートフィン８，多孔プレート５３等はステンレス鋼から構成され、第３図に示すように積層され、そしてフランジ部１０，３９やエンボス部１１がたとえばＮｉろう材等でろう付けされ一体化されて熱交換器が形成される。
【００３４】
したがって、図１の矢印Ａに示すように一方の管接続具３８から、第１の流体例えばオイルを供給すると、オイルはタンク部５から第１の流路６を通って他方のタンク部に至り、そして他方の管接続具３８から出ていく。その間に矢印Ｂに示すように第２の流体例えば空気を紙面に垂直な第２の流路８，８間に流すと、これらの両流体間で熱交換が行われることになる。
【００３５】
なお、この実施の形態では前記多孔プレート５３は、図６に示すようにその周囲にフランジ５３ａを形成した断面略コの字状に形成されているが、これに限るものではなく、図７に示すように、平板状のものでもよい。また、孔形状に関しても丸孔に限るものではなく、ハニカム形状や格子状でもよい。
【００３６】
また、この実施の形態では、アウタープレート５０、エンドプレート５１、インナープレート２ａ、多孔プレート５３、インナーフィン５２等の各部材をステンレス鋼で形成したが、これに限るものではなく、アルミニウムやその合金等で形成される熱交換器にも適用できることはいうまでもない。
【００３７】
以上の実施の形態の構造によれば、前記複数積層したチューブの最外層を形成するエンドプレート５１のタンク成形部３に対応した部分を前記冷媒流路４０と面一に形成してあるため、エンドプレート５１補強の為のリブや椀状部によるプレス加工での薄肉化の懸念がなく、また、エンドプレート５１側の流路抵抗の抑制と熱交換性能の向上とを両立することができ、かつ、該チューブ内にインナーフィン５２を配し、インナープレート２ａに接合してあるため、エンドプレート５１の耐圧強度を向上することができる。
【００３８】
また、特にこの実施の形態によれば、前記インナーフィン５２が配置されるエンドプレート５１側のタンク成形部３に対応した部分には、複数の冷媒連通孔５４を備えた多孔プレート５３が設けられ、該多孔プレート５３は、その周囲を前記インナープレート２ａのタンク成形部３に接合されるとともに、下面を前記インナーフィン５２に接合してあるため、タンク成形部３における耐圧強度をさらに向上することができる。
【００３９】
しかも、前記多孔プレート５３は、その周囲にフランジ５３ａを備えた断面略コの字状に形成されているため、タンク成形部３における耐圧強度をさらに向上することができる。
【００４０】
また、  前記アウタープレート５０、エンドプレート５１、インナープレート２ａ、多孔プレート５３、インナーフィン５２は、ステンレス鋼からなり相互にろう付けされているため、耐腐食性に優れるとともに、耐圧強度をより向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した熱交換器の概略を示す斜視図。
【図２】本発明の要部を示す分解斜視図。
【図３】本発明の要部を示す断面図。
【図４】図３のＳＣ−ＳＣ線に沿った断面図。
【図５】本発明に適用したインナーフィンを示す斜視図。
【図６】本発明に適用した多孔プレートを示す斜視図。
【図７】多孔プレートの異なる例を示す斜視図。
【図８】従来の熱交換器を示す断面図。
【図９】従来の第２のアウタープレート（エンドプレート）を示す説明図。
【図１０】図９のＣ−Ｃ線に沿った断面図。
【図１１】プレス加工による薄肉部を説明する説明図。
【符号の説明】
１  コア部
２，２ａ，２ｂ  インナープレート（プレート部材）
３  タンク成形部
９  フィン
３８  管接続金具（冷媒出入口）
４０  冷媒流路
５０  アウタープレート（プレート部材）
５１  エンドプレート（プレート部材）
５２  インナーフィン
５３，５３’  多孔プレート
５３ａ  フランジ
５４  冷媒連通孔
【図１】
2004293880.tif 000003
【図２】
2004293880.tif 000004
【図３】
2004293880.tif 000005
【図４】
2004293880.tif 000006
【図５】
2004293880.tif 000007
【図６】
2004293880.tif 000008
【図７】
2004293880.tif 000009
【図８】
2004293880.tif 000010
【図９】
2004293880.tif 000011
【図１０】
2004293880.tif 000012
【図１１】
2004293880.tif 000013