(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形プレートを接合して内部に流体通路を形成するとともに、該流体通路内に成形プレートの長手方向に延びる波形状インナーフィンを有するチューブと、アウターフィンとを交互に積層した積層型熱交換器において、前記成形プレートに、該成形プレートの一部が流体通路内に向けて変形されることにより流体通路内に向かって突出されるとともに、インナーフィンの延設方向に対して斜めに延びる凸部が、流体通路の幅方向の全体にわたって設けられており、該凸部に前記波形状インナーフィンが接合され、かつ、前記成形プレートの反流体通路側の面上の前記凸部と凸部の間に対応する位置に、流体通路の幅方向の全体にわたって凹部が形成されており、該凹部が凝縮水の排水路に連通されていることを特徴とする積層型熱交換器。
【請求項２】
前記チューブが２枚の成形プレートを互いに接合したものからなる、請求項１の積層型熱交換器。
【請求項３】
前記チューブが１枚の成形プレートを折り曲げその端部を互いに接合したものからなる、請求項１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】
本発明は、内部にインナーフィンを有するチューブとアウターフィンとを交互に積層した積層型熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、チューブとアウターフィンとを交互に積層した積層型熱交換器としては、図１５ないし図１７に示すようなものが知られている。図において７０はチューブを示しており、チューブ７０とアウターフィン７１とが交互に積層されるようになっている。チューブ７０は、２枚の成形プレート７２、７３を互いに接合したものから形成されており、チューブ７０内には、プレート７２、７３の長手方向に延びる波形状インナーフィン７４が挿入されている。
【０００３】
上記のような積層型熱交換器においては、チューブ７０内に流入した流体（たとえば、冷媒）は、図１５に示すようにチューブ７０の内壁とインナーフィン７４とにより形成される流路７５を流通することにより、チューブ７０の外部を通過する空気との間で熱交換が行われるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような積層型熱交換器においては、チューブ７０内に形成される各流路７５は、各々独立に形成されているので、チューブ７０内において流体の流れが乱されにくい。このため、流体側での熱伝達が促進されず、結果的に熱交換器の熱交換性能が低下するおそれがある。なお、このような問題を解消するために、インナーフィンに格子状に凹凸部を形成し流体を混合させるいわゆるオフセットフィンに関する技術も開示されているが（たとえば、特開平４−１５５１９１号公報）、オフセットフィンを用いたのではその形状が複雑であるためコストアップを招くおそれがある。また、チューブ内における抵抗が増大するおそれもある。
【０００５】
また、チューブ７０を形成する成形プレート７２、７３のアウターフィン７１の接合面は平坦に形成されている。このため、積層型熱交換器を蒸発器として使用した場合には、図１７に示すように発生した凝縮水７７が排水溝部７６から排出されず、プレート７２、７３とアウターフィン７１の接合部に滞留するおそれもある。
【０００６】
本発明の課題は、インナーフィン形状の複雑化を防止しつつ、チューブ内を流通する流体の熱伝達性を向上でき、しかも蒸発器として使用した場合には凝縮水の滞留を防止できる積層型熱交換器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の積層型熱交換器は、成形プレートを接合して内部に流体通路を形成するとともに、該流体通路内に成形プレートの長手方向に延びる波形状インナーフィンを有するチューブと、アウターフィンとを交互に積層した積層型熱交換器において、前記成形プレートに、該成形プレートの一部が流体通路内に向けて変形されることにより流体通路内に向かって突出されるとともに、インナーフィンの延設方向に対して斜めに延びる凸部が、流体通路の幅方向の全体にわたって設けられており、該凸部に前記波形状インナーフィンが接合され、かつ、前記成形プレートの反流体通路側の面上の前記凸部と凸部の間に対応する位置に、流体通路の幅方向の全体にわたって凹部が形成されており、該凹部が凝縮水の排水路に連通されていることを特徴とするものからなる。
【０００８】
上記チューブは、２枚の成形プレートを互いに接合したものから構成することができる。また、１枚の成形プレートを折り曲げてその端部を接合してチューブを構成することも可能である。
【０００９】
上記のような積層型熱交換器においては、チューブを形成する成形プレートには、流体通路内に向かって突出し、インナーフィンの延設方向に対して斜めに延びる凸部が形成され、該凸部にインナーフィンが接合されるので、チューブ内にはインナーフィンの延設方向に対して斜めに延びる流体通路を形成することができる。したがって、チューブ内を流通する流体を効率よく混ぜ合わせることができ、熱交換効率を向上することができる。
【００１０】
上記凸部は、成形プレートの一部を流体通路内に向けて変形させることにより簡単に形成することができる。凸部をこのようにして形成すれば、成形プレートの反流体通路側の面（つまり、アウターフィンとの接合面）には必然的に凹部が形成されるので、たとえば積層型熱交換器が蒸発器として使用された際には上記凹部を凝縮水の排水路として利用することもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明熱交換器の望ましい実施の形態について図面を参照して説明する。
図１ないし図７は、本発明の基本構成を説明するための実施態様に係る熱交換器を示している。図において、１は熱交換器を示している。熱交換器１は、チューブ２とアウターフィン３とが交互に積層された積層型熱交換器を示している。チューブ２とアウターフィン３により形成される積層部の両端にはサイドプレート１２、１３が設けられている。サイドプレート１２側には、熱交換媒体（冷媒）導入出用の流路を形成するサイドタンク４が設けられている。サイドタンク４には、冷媒導入出用のフランジ５が設けられており、該フランジ５には膨張弁（図示略）が接続されている。
【００１２】
チューブ２は、図７に示すように成形プレート６、７を接合したものから形成されている。成形プレート６（成形プレート７）には、連結部１５、１６、１７、１８（連結部１９、２０、２１、２２）が形成されている（図３、図４）。また、成形プレート６（成形プレート７）には、膨出部２３、２４（膨出部２５、２６）が形成されている。そして、プレート６、７を接合して隣接するチューブ２の連結部１５と１９、１６と２０、１７と２１、１８と２２を連結することにより、チューブ２の上下端に上タンク部１０と下タンク部１１が形成されるようになっている。上タンク部１０は、通風方向に対して上流側に位置する上前側タンク部１０ａと下流側に位置する上後側タンク部１０ｂとからなっている。また、下タンク部１１は、通風方向に対して上流側に位置する下前側タンク部１１ａと下流側に位置する下後側タンク部１１ｂとからなっている。そして、膨出部２３、２５により冷媒通路２７が形成され、膨出部２４、２６により冷媒通路２８が形成されている。冷媒通路２７、２８内には波形状インナーフィン２９、３０が設けられている。冷媒の流れを図２に示す。
【００１３】
成形プレート６（成形プレート７）には、冷媒通路２７および冷媒通路２８内に向かって突出する凸部３１（凸部３２）が設けられている。凸部３１（凸部３２）は、インナーフィン２９およびインナーフィン３０の延設方向に対して斜めに延びており、該凸部３１（凸部３２）にインナーフィン２９およびインナーフィン３０が接合（たとえばろう付け）されている。本実施態様においては、成形プレート６と成形プレート７とを互いに接合した際には、図６に示すように凸部３１と凸部３２とは互いに交差するようになっている。
【００１４】
また、凸部３１（凸部３２）は、成形プレート６（成形プレート７）の一部を変形させることにより形成されており、成形プレート６（成形プレート７）のアウターフィン３の接合面３３（接合面３４）には必然的に凹部３５（凹部３６）が形成されるようになっている（図７）。
【００１５】
本実施態様においては、凸部３１（凸部３２）と波形状インナーフィンの頂部が接合されるので冷媒通路２７（冷媒通路２８）には、図６に示すようにインナーフィン２９（インナーフィン３０）の延設方向に対して斜めに延びる流路３７（流路３８）が形成される。したがって、インナーフィン２９（インナーフィン３０）延設方向に流れる冷媒を互いに混合することができ熱交換効率を向上することができる。
【００１６】
また、本実施態様においては、凸部３１（凸部３２）は成形プレート６（成形プレート７）に一体に形成されているので、部品点数の増加を防止することができる。
【００１７】
図８ないし図１２は、本発明の一実施態様に係る積層型熱交換器のチューブを示している。なお、上記基本構成を説明するための実施態様と同一の部材には同一の番号を付しその説明を省略する。チューブ３９は、図１２に示すように成形プレート４０、４１を接合したものから形成されており、チューブ３９内には冷媒通路４２、４３が形成されている。冷媒通路４２、４３内には波形状インナーフィン４４、４５が設けられている。
【００１８】
成形プレート４０（成形プレート４１）には、冷媒通路４２、４３内に向かって突出する凸部４６（凸部４７）が設けられている。凸部４６（凸部４７）は、インナーフィン４４およびインナーフィン４５の延設方向に対して斜めに延びており、該凸部４６（凸部４７）にインナーフィン４４およびインナーフィン４５が接合されている。また、成形プレート４０と成形プレート４１とを互いに接合した際には、凸部４６と凸部４７とは互いに交差するようになっている。
【００１９】
また、凸部４６と凸部４７は、冷媒通路の幅方向の全体にわたって設けられている。凸部４６（凸部４７）は、成形プレート４０（成形プレート４１）の一部を変形させたものから形成されている。このため、成形プレート４０（成形プレート４１）のアウターフィン３の接合面４８（接合面４９）には凹部５０（凹部５１）が形成され、該凹部５０（凹部５１）は、凝縮水の排水路５２に連通されている。
【００２０】
本実施態様においても、冷媒通路４２（冷媒通路４３）には、インナーフィン４４（インナーフィン４５）の延設方向に対して斜めに延びる流路５３（流路５４）が形成されるので、インナーフィン４４（インナーフィン４５）の延設方向に流れる冷媒を互いに混合することができ熱交換効率を向上することができる。
【００２１】
また、本実施態様においては、凸部４６（凸部４７）は成形プレート４０（成形プレート４１）に一体に形成されているので、部品点数の増加を防止することができる。さらに、凸部４６（凸部４７）は冷媒通路４２（冷媒通路４３）の幅方向の全体にわたって延びているので、アウターフィンの接合面４８（接合面４９）の凹部５０（凹部５１）も上記方向の全体にわたって形成され、凹部５０（凹部５１）と排水路５２と連通する。したがって、図１１の白ぬき矢印で示すようにチューブ３９、アウターフィン３１に付着した凝縮水を凹部５０（凹部５１）を介して排水溝へと案内し、凝縮水の熱交換器への滞留を効果的に防止できる。
【００２２】
図１３および図１４は、本発明におけるチューブの別の形成例を説明するための実施態様に係る積層型熱交換器を示している。本実施態様においては、チューブ５５は１枚の成形プレート５６を線ｌを中心に折り曲げて端部を互いに接合したものから構成されている。成形プレート５６には、チューブ形成後に冷媒通路５７、５８内に向かって突出する複数の凸部６１が形成されている。凸部６１は、成形プレート５６の一部を変形させることにより形成されている。このため、チューブ５５のアウターフィン３の接合面６２には必然的に凹部６３が形成される。なお、凸部６１等は板状にプレス加工等を施すことにより容易に形成することができる。
【００２３】
そして、凸部６１等が形成された成形プレート５５にインナーフィン５９、６０を載置した状態で折り曲げてろう付けすることにより、凸部６１にインナーフィン５９、６０が接合されたチューブ５５が形成されるようになっている。本実施態様においても、上記第１、第２実施態様の作用に準じて、チューブ５５内を流通する冷媒を混合させることができるので、熱交換効率を向上することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の積層型熱交換器によるときは、チューブ内を流通する流体を混合することができるので、熱交換効率を向上することができる。また、蒸発器として使用された場合には外面に付着した凝縮水を効果的に排除することができるので、凝縮水の熱交換器表面への滞留を防止し熱交換性能の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の基本構成を説明するための実施態様に係る積層型熱交換器の斜視図である。
【図２】  図１の積層型熱交換器の冷媒の流路を示す斜視図である。
【図３】  図１の積層型熱交換器のチューブを形成する成形プレートの平面図である。
【図４】  図１の積層型熱交換器のチューブを形成するもう一つの成形プレートの平面図である。
【図５】  図１の積層型熱交換器のチューブの平面図である。
【図６】  図５のチューブの部分拡大図である。
【図７】  図６のチューブのＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】  本発明の一実施態様に係る積層型熱交換器のチューブを形成する成形プレートの平面図である。
【図９】  本発明の一実施態様に係る積層型熱交換器のチューブを形成するもう一つの成形プレートの平面図である。
【図１０】  本発明の一実施態様に係る積層型熱交換器のチューブの平面図である。
【図１１】  図１０のチューブの部分拡大図である。
【図１２】  本発明の一実施態様に係る積層型熱交換器の部分拡大断面図である。
【図１３】  本発明におけるチューブの別の形成例を説明するための実施態様に係る積層型熱交換器のチューブを形成するための成形プレートの平面図である。
【図１４】  図１３の積層型熱交換器のチューブの断面図である。
【図１５】  従来の積層型熱交換器のチューブの部分拡大平面図である。
【図１６】  従来の積層型熱交換器のチューブの部分拡大断面図である。
【図１７】  従来の積層型熱交換器のチューブとアウターフィンとの接合状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１  積層型熱交換器
２、３９、５５  チューブ
３  アウターフィン
４  サイドタンク
５  フランジ
６、７、４０、４１、５６  成形プレート
１０  上タンク部
１０ａ  上前側タンク部
１０ｂ  上後側タンク部
１１  下タンク部
１１ａ  下前側タンク部
１１ｂ  下後側タンク部
１２、１３  サイドプレート
１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２  連結部
２３、２４、２５、２６  膨出部
２７、２８、４２、４３、５７、５８  冷媒通路
２９、３０、４４、４５、５９、６０  波形状インナーフィン
３１、３２、４６、４７、６１  凸部
３３、３４、４８、４９、６２  アウターフィンの接合面
３５、３６、５０、５１、６３  凹部
３７、３８、５３、５４  流路
５２  排水路
【図１】
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【図２】
0004605925.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0004605925.tif 000016
【図１６】
0004605925.tif 000017
【図１７】
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