(57)【要約】【課題】小型・軽量化を図り、且つ、壊食による液体漏れを防止する。【解決手段】内部に入口タンク室１０が形成されたヘッダタンク部材４と、このヘッダタンク部材４に接続された入口パイプ４と、ヘッダタンク部材４に端部がそれぞれ接続され、端部の挿入突出部２ａが入口タンク室１０内に突出する複数のチューブ２とを備え、入口パイプ４より入口タンク室１０に供給された液体が各チューブ２内の流路１１に分割供給される熱交換器において、入口タンク室１０に突出された挿入突出部２ａの根元位置に液体逃げ孔１３を設けた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に入口タンク室（１０）が形成されたヘッダタンク部材（４）と、このヘッダタンク部材（４）に接続された入口パイプ（６）と、前記ヘッダタンク部材（４）に端部がそれぞれ接続され、端部の挿入突出部（２ａ）が前記入口タンク室（１０）内に突出する複数のチューブ（２）とを備え、前記入口パイプ（６）より前記入口タンク室（１０）に供給された液体が各チューブ（２）内の流路（１１）に分割供給される熱交換器において、
前記入口タンク室（１０）に突出された前記挿入突出部（２ａ）の根元位置に液体逃げ孔（１３）を設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の熱交換器であって、
前記液体逃げ孔（１３）は、前記チューブ（２）の全周囲に亘って多数設けられたことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の熱交換器であって、
前記チューブ（２）は、アルミニウムでなることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層型の熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の熱交換器として、図５および図６に示すようなものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この熱交換器１は、図５および図６に示すように、積層された複数のチューブ２と、この隣接するチューブ２間に配置された複数の波形フィン３と、複数のチューブ２の上端部および下端部がそれぞれ接続された入口側ヘッダタンク部材４および出口側ヘッダタンク部材５と、入口側ヘッダタンク部材４に接続された入口パイプ６と、出口側ヘッダタンク部材５に接続された出口パイプ７とを備えている。
【０００４】
入口ヘッダタンク部材４は、ヘッダ座板８とこれに接合されたタンクカバー部材９とから構成され、内部に入口タンク室１０（図６に示す）が形成されている。そして、各チューブ２の端部がヘッダ座板８の孔８ａに挿入され、挿入された挿入突出部２ａ（図６に示す）が入口タンク室１０内に突出されている。出口ヘッダタンク部材５も同様に構成されている（図５参照）。
【０００５】
次に、上記熱交換器１の冷却水流れを説明する。入口パイプ６より入口タンク室１０に冷却水が流入し、入口タンク室１０に流入した冷却水は各チューブ２内の流路１１（図７等に示す）に分割供給される。冷却水は、各チューブ２内の流路１１を上方から下方に流れ、この過程でチューブ２の外部を流れる空気などと熱交換を行う。各チューブ２の流路１１の下方に達した冷却水は、出口側ヘッダタンク部材５内の出口タンク室（図示せず）にそれぞれ流入し、ここで合流する。合流した冷却水は、出口パイプ７より流出される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１６７７８２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車用熱交換器（ヒータコア、ラジエータ等）は小型・軽量化のために、チューブ２などがアルミニウム材で、且つ、入口パイプ６からチューブ２までの距離Ｌ（図７に示す）が短く形成される傾向にある。すると、図７に示すように、入口パイプ６の近傍に位置するチューブ２には冷却水が激しい勢いで流れ込む。激しい勢いで流れ込んだ冷却水の流れは、図８に示すようなものとなる。つまり、チューブ２の流路１１に直接に入り込む流れは、流路１１にスムーズに進入するが、チューブ２の上端面２ｂにぶつかる流れは、チューブ２の内面に密着するような進路を取らずに内面より少し離れた進路を流れ、チューブ２の上端面２ｂより下方内面には流れの剥離領域Ｅ１ができる。そして、剥離領域Ｅ１を経た流れは、チューブ２の内面に集中的に接触し、その後チューブ２の内面に密接しつつ流れることになる。チューブ２の内面より剥離した冷却水が再度接触する領域を再付着領域Ｅ２といい、チューブ２の上端面２ｂから再付着領域Ｅ２までの距離Ｌｓは、Ｌｓ＝ｆ（ｄｍｉｎ，ｖｍａｘ，ｔ）より求めることができる。最小流路幅ｄｍｉｎ、最大流速ｖｍａｘは、初期流路幅（チューブの流路幅）ｄ０、流速ｖ０、チューブの厚みｔにより一義的に決まる。
【０００８】
以上説明したように冷却水がチューブ２に流入すると、図９に示すように、再付着領域Ｅ２となるチューブ２の内面位置のみに集中的に冷却水がぶつかることになる。すると、長年の使用によって再付着領域Ｅ２で冷却水による壊食が発生する。この壊食が進むと、図１０に示すように、貫通孔１２ができ、チューブ２より水漏れが発生するという問題がある。
【０００９】
ここで、チューブ２の挿入突出部２ａの寸法Ｌａ（図９に示す）を再付着領域Ｅ２までの距離Ｌｓより長く設定することが考えられるが、このようにチューブ２の挿入突出部２ａを長くすると熱交換器１の小型・軽量化に反することになるため採用できない。
【００１０】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、小型・軽量化を図り、且つ、壊食による液体漏れを防止できる熱交換器を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、内部に入口タンク室が形成されたヘッダタンク部材と、このヘッダタンク部材に接続された入口パイプと、前記ヘッダタンク部材に端部がそれぞれ接続され、端部の挿入突出部が前記入口タンク室内に突出する複数のチューブとを備え、前記入口パイプより前記入口タンク室に供給された液体が各チューブ内の流路に分割供給される熱交換器において、前記入口タンク室に突出された前記挿入突出部の根元位置に液体逃げ孔を設けたことを特徴とする熱交換器である。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１記載の熱交換器であって、前記液体逃げ孔は、前記チューブの全周囲に亘って多数設けられたことを特徴とする熱交換器である。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載の熱交換器であって、前記チューブは、アルミニウム製であることを特徴とする熱交換器である。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、チューブ内に激しい勢いで流れ込んだ冷却水の内、チューブの端面にぶつかる流れは、チューブの内面に密着するような進路を取らずに内面より少し離れた進路を流れるが、チューブ内を流れる液体にとって逃げ道となる液体逃げ孔が形成されているため、この液体逃げ孔に向かって進路を変更する。従って、チューブの液体逃げ孔より上流側が剥離領域となり、液体逃げ孔の箇所が再付着領域となるため、チューブの挿入突出部の寸法を短く設定しても壊食による液体漏れが発生しない。以上より、小型・軽量化を図り、且つ、壊食による液体漏れを防止できる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、チューブの全周囲からほぼ均等にチューブ内の液体を逃がすことができるため、チューブの流路の全周に亘って入口タンク室の根元位置に確実に再付着領域を形成できる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、請求項１または請求項２の発明の効果に加え、液体による壊食が進行し易いアルミニウム製のチューブにおいて、壊食による液体漏れを防止できる。つまり、チューブがアルミニウム製の場合には小型・軽量化に優れ、且つ、熱交換性能に優れている反面、従来例では液体による壊食が進行し易かったが、本発明において壊食による液体漏れを防止できる。以上より、更に小型・軽量化・熱交換性能に優れ、且つ、壊食による液体漏れがない熱交換器を提供できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜図４は本発明の実施の形態を示し、図１は入口パイプ６とその近傍に配置されたチューブ２の斜視図、図２は入口側ヘッダタンク部材４に挿入されたチューブ２の端部付近の断面図、図３はチューブ２の流入した冷却水の流れを示す断面図、図４は冷却水によって壊食された状態を示す断面図である。
【００１９】
熱交換器は、前記従来例と略同様の構成を有し、チューブ２、波形フィン（図示せず）、入口タンク部材４、出口タンク部材（図示せず）、入口パイプ６および出口パイプ（図示せず）が共にアルミニウム材にて形成されている。
【００２０】
入口タンク部材４は、図１および図２に示すように、前記従来例と同様に、ヘッダ座板８とこのヘッダ座板８に接合されたタンク部材９とから構成され、内部に入口タンク室１０が形成されている。各チューブ２の端部がヘッダ座板８の孔８ａに挿入され、挿入された端部の挿入突出部２ａが入口タンク室１０内に突出されている。又、前記従来例と異なり、入口タンク室１０に挿入された各挿入突出部２ａの根元位置には、各チューブ２の流路１１と入口タンク室１０が連通する液体逃げ孔１３が設けられている。液体逃げ孔１３は、チューブ２の全周囲に亘ってほぼ等間隔に多数設けられている。
【００２１】
次に、上記熱交換器の冷却水（液体）の流れを説明する。入口パイプ６より入口タンク室１０に冷却水が流入し、入口タンク室１０に流入した冷却水は各チューブ２の流路１１に分割供給される。冷却水は、各チューブ２内の流路１１を上方から下方に流れ、この過程でチューブ２の外部を流れる空気などと熱交換を行う。各チューブ２の流路１１の下方に達した冷却水は、出口タンク室（図示せず）にそれぞれ流入し、ここで合流する。合流した冷却水は、出口パイプ（図示せず）より流出される。
【００２２】
上記過程にあって、入口パイプ６の近傍に位置するチューブ２には冷却水が激しい勢いで流れ込む。チューブ２の流路１１に直接に入り込む流れは、流路１１にスムーズに進入する。しかし、チューブ２の上端面２ｂにぶつかる流れは、チューブ２の内面に密着するような進路を取らずに内面より少し離れた進路を流れる。そして、このようにチューブ２内を流れる冷却水にとって逃げ道となる液体逃げ孔１３がチューブ２に形成されているため、図３に示すように、この液体逃げ孔１３に向かって進路を変更し、進路を変更した冷却水の一部は液体逃げ孔１３を通って入口タンク室１０内に排出され、他の冷却水はチューブ２の流路１１を下方に流れる。
【００２３】
つまり、チューブ２の液体逃げ孔１３より上流側が剥離領域Ｅ１となり、液体逃げ孔１３の箇所が再付着領域Ｅ２となる。そして、長年使用すると、図４に示すように、冷却水による壊食は液体逃げ孔１３の周囲に発生することになる。従って、チューブ２の挿入突出部２ａの寸法Ｌａを短く設定しても壊食による液体漏れが発生しない。以上より、小型・軽量化を図り、且つ、壊食による液体漏れを防止できる。
【００２４】
この実施の形態では、液体逃げ孔１３は、チューブ２の全周囲に亘って多数設けられているので、チューブ２の全周囲からほぼ均等にチューブ２内の冷却水を逃がすことができる。従って、チューブ２の流路１１の全周に亘って入口タンク室１０の根元位置に確実に再付着領域Ｅ２を形成できる。
【００２５】
この実施の形態では、チューブ２は、冷却水による壊食が進行し易いアルミニウム製であるが、壊食による液体漏れを防止できる。つまり、チューブ２がアルミニウム製の場合には小型・軽量化に優れ、且つ、熱交換性能に優れている反面、従来例では冷却水による壊食が進行し易かったが、本発明においてその壊食による液体漏れを防止できる。以上より、小型・軽量化・熱交換性能に優れ、且つ、壊食による液体漏れがない熱交換器を提供できる。尚、チューブ２などをアルミニウム材以外で形成しても本発明が適用できることはもちろんである。
【００２６】
尚、上記実施の形態では、熱交換器内を流通する液体が冷却水であるが、熱交換に供される液体であれば冷却水以外の液体であっても良いことはもちろんである。
【００２７】
以上、実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、構成の要旨に付随する各種の設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示し、入口パイプとその近傍に配置されたチューブの斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態を示し、入口側ヘッダタンク部材に挿入されたチューブの端部付近の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示し、チューブに流入した冷却水の流れを示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態を示し、冷却水によって壊食された状態を示す断面図である。
【図５】従来例を示し、熱交換器の正面図である。
【図６】従来例を示し、ヘッダ座板に挿入されたチューブの状態を示す斜視図である。
【図７】従来例を示し、入口タンク部材に挿入されたチューブの端部付近の断面図である。
【図８】従来例を示し、チューブに流入した冷却水の流れメカニズムを説明する図である。
【図９】従来例を示し、チューブに流入した冷却水の流れを示す断面図である。
【図１０】従来例を示し、冷却水によって壊食された状態を示す断面図である。
【符号の説明】
２  チューブ
２ａ  挿入突出部
４  入口側ヘッダタンク部材（ヘッダタンク部材）
６  入口パイプ
１０  入口タンク室
１３  液体逃げ孔
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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