(57)【要約】【課題】熱交換器を流れる熱交換媒体の流れを選択的に調節するか開閉して暖房または冷房容量を制御すると同時に、温度偏差を最小にし、熱交換媒体の熱交換器への均一な分布を図った熱交換器を提供する。【解決手段】本発明は、上・下部ヘッダーにその両端部を固定配置したチューブと、前記上部ヘッダーに設置し、特定チューブに熱交換媒体を供給する媒体分配手段と、前記媒体分配手段の上部に設置し、一側には媒体供給管および媒体回収管を形成し、内部には媒体分配手段の特定部位に熱交換媒体を供給する分配流路を形成した上部タンクと、前記上部タンクに設置し、制御信号によって作動する媒体調整手段と、前記下部ヘッダーに結合して各チューブの端部と連通し、リターンパイプを介して上部タンクと連結する下部タンクとを含むことを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上・下部ヘッダー（１０１）（１０３）にその両端部を固定配置したチューブ（１０５）と、
前記上部ヘッダー（１０１）に設置し、特定チューブ（１０５）に熱交換媒体を供給する媒体分配手段（１１０）と、
前記媒体分配手段（１１０）の上部に設置し、一側には媒体供給管（１２０）および媒体回収管（１２５）を形成し、内部には媒体分配手段（１１０）の特定部位に熱交換媒体を供給する分配流路（１９０）を形成した上部タンク（１１５）と、
前記上部タンク（１１５）に設置し、制御信号によって作動する媒体調整手段（１３０）と、
前記下部ヘッダー（３）に結合して各チューブ（５）の端部と連通し、リターンパイプ（１４０）を介して上部タンク（１１５）と連結する下部タンク（１３４）とを含むことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記媒体分配手段（１１０）は、一定個数ずつ区画したチューブ（１０５）とそれぞれ連通する多数の供給ホール（１４５）が形成され、上側面には、前記各分配流路（１９０）の開口した下端を密閉するとともに分配流路（１９０）に沿って流動する熱交換媒体を前記各供給ホール（１４５）に案内する案内ガイド（１５０）を形成し、一側には、前記リターンパイプ（１４０）と連通する回収ホール（１５５）を形成してなることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記媒体分配手段（１１０）はゴム材質で形成することを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項４】
前記媒体分配手段（１１０）は合成樹脂材質で形成することを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項５】
前記媒体分配手段（１１０）の供給ホール（１４５）の間には隔壁（１６０）を形成することを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
【請求項６】
前記媒体分配手段（１１０）の供給ホール（１４５）の大きさは、連通する該当チューブ（１０５）の個数に比例する大きさにすることを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
【請求項７】
前記上部タンク（１１５）には媒体供給管（１２０）と連通した案内部（１６５）を形成し、この案内部（１６５）には媒体分配手段（１１０）に熱交換媒体が供給できるような多数の分配ホール（１７０）を形成し、一側には前記リターンパイプ（１４０）と連通する回収部（１７５）を形成することを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
【請求項８】
前記上部タンク（１１５）の媒体回収管（１２５）を挟んで一側には前記回収部（１７５）と媒体回収管（１２５）とを連通する回収誘導ホール（１８０）を形成し、他側には前記案内部（１６５）と媒体回収管（１２５）とを連通するバイパスホール（１８５）を形成することを特徴とする請求項７記載の熱交換器。
【請求項９】
前記上部タンク（１１５）のバイパスホール（１８５）を形成した部位には内部通路（１１７）の通路断面積を縮小したバイパス通路（１１７ａ）を形成することを特徴とする請求項８記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記バイパス通路（１１７ａ）は前記媒体供給管（１２０）と媒体回収管（１２５）との間でテーパー状に形成することを特徴とする請求項９記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記上部タンク（１１５）の各分配流路（１９０）は媒体分配手段（１１０）の案内ガイド（１５０）及び供給ホール（１４５）と対応するように適正間隔に形成することを特徴とする請求項７記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記上部タンク（１１５）の分配ホール（１７０）の大きさは、連通する該当チューブ（１０５）の個数に比例する大きさにすることを特徴とする請求項７記載の熱交換器。
【請求項１３】
前記分配流路（１９０）の先端は案内部（１６５）の各分配ホール（１７０）と連通し、末端は前記各供給ホール（１４５）の位置まで延設することを特徴とする請求項１１記載の熱交換器。
【請求項１４】
前記媒体調整手段（１３０）は、上部タンク（１１５）の案内部（１６５）に設置して分配ホール（１７０）を任意に開閉する弁体（１９５）と、前記弁体（１９５）にリンク（２０５）によって連結する補助弁体（２００）とを含んで構成することを特徴とする請求項７記載の熱交換器。
【請求項１５】
前記弁体（１９５）に弾性部材（２１５）を介して回転体（２１０）を結合し、前記回転体（２１０）の上端を支持するとともに上部タンク（１１５）の上端を密閉するカバー（２２０）を設置し、前記カバー（２２０）の外側に突出した回転体（２１０）の上端にはアクチュエーターと連結した回転補助体（２２５）を結合することを特徴とする請求項１４記載の熱交換器。
【請求項１６】
前記弁体（１９５）はテフロン（登録商標）材質で形成することを特徴とする請求項１４記載の熱交換器。
【請求項１７】
前記弁体（１９５）はウレタン材質で形成することを特徴とする請求項１４記載の熱交換器。
【請求項１８】
前記弁体（１９５）は合成樹脂材質で形成するとともに、外側をゴム材質でコーティングすることを特徴とする請求項１４記載の熱交換器。
【請求項１９】
前記弾性部材（２１５）は前記弁体（１９５）が案内部（１６５）の底面に密着するように働くことを特徴とする請求項１５記載の熱交換器。
【請求項２０】
前記回転体（２１０）とカバー（２２０）との間にシーリング部材（２３０）を設置することを特徴とする請求項１５記載の熱交換器。
【請求項２１】
前記媒体調整手段（１３０）は、上部タンク（１１５）の案内部（１６５）に設置して分配ホール（１７０）を任意に開閉する弁体（１９５）と、前記弁体（１９５）に弾性部材（２１５）を介して設置する回転体（２１０）と、前記回転体（２１０）の上端を支持するとともに上部タンク（１１５）の上端を密閉するカバー（２２０）と、前記カバー（２２０）の外側に突出した回転体（２１０）の上端に結合するとともにアクチュエーターと連結する回転補助体（２２５）とで構成することを特徴とする請求項７記載の熱交換器。
【請求項２２】
前記上部タンク（１１５）の媒体回収管（１２５）を挟んで、一側には前記回収部（１７５）と媒体回収管（１２５）とを連通する回収誘導ホール（１８０）を形成し、他側は前記案内部（１６５）と媒体回収管（１２５）との連通を遮断するようになっていることを特徴とする請求項２１記載の熱交換器。
【請求項２３】
上端部はヘッダー（１０１）に開口する出入口（１０５ｂ、１０７ｂ）（１０５ａ、１０７ａ）と結合し、下端部にはリターン手段（１０６）を備えて内部に前記出入口（１０５ｂ、１０７ｂ）（１０５ａ、１０７ａ）と連結する「Ｕ」字型流路（１０５ｄ）（１０７ｃ）を有するチューブ（１０５）（１０７）と、
前記ヘッダー（１０１）に設置し、特定チューブ（１０５）（１０７）に熱交換媒体を供給する媒体分配手段（１１０）と、
前記媒体分配手段（１１０）を収容しながら前記ヘッダー（１０１）に結合され、一側には媒体供給管（１２０）および媒体回収管（１２５）が形成され、内部には媒体分配手段（１１０）の特定部位に熱交換媒体を供給する分配流路（１９０）が形成されたタンク（１１５）と、
前記タンク（１１５）に設置し、制御信号によって作動する媒体調整手段（１３０）とを含むことを特徴とする熱交換器。
【請求項２４】
前記媒体分配手段（１１０）は、多数の領域に区画したチューブ（１０５）（１０７）の入口（１０５ａ）（１０７ａ）側とそれぞれ連通する多数の供給ホール（１４５）を形成し、上側面には、前記各分配流路（１９０）の開口した下端を密閉するとともに分配流路（１９０）に沿って流動する熱交換媒体を前記各供給ホール（１４５）に案内する案内ガイド（１５０）を形成し、前記各供給ホール（１４５）の間には隔壁（１６０）を形成してなることを特徴とする請求項２３記載の熱交換器。
【請求項２５】
前記媒体分配手段（１１０）は前記チューブ（１０５）（１０７）の入口（１０５ａ）（１０７ａ）側に設置することを特徴とする請求項２４記載の熱交換器。
【請求項２６】
前記タンク（１１５）には媒体供給管（１２０）と連通する案内部（１６５）を形成し、この案内部（１６５）には媒体分配手段（１１０）への熱交換媒体の供給を行う多数の分配ホール（１７０）を形成することを特徴とする請求項２３記載の熱交換器。
【請求項２７】
前記分配流路（１９０）は、前記案内部（１６５）の各分配ホール（１７０）と前記媒体分配手段（１１０）の各供給ホール（１４５）とを連通するための一定の形状及び長さを有することを特徴とする請求項２６記載の熱交換器。
【請求項２８】
前記媒体調整手段（１３０）は、前記タンク（１１５）の案内部（１６５）に設置して分配ホール（１７０）を任意に開閉する弁体（１９５）と、前記弁体（１９５）に弾性部材（２１５）を介して設置する回転体（２１０）と、前記回転体（２１０）の上端を支持するようにタンク（１１５）に設置するカバー（２２０）と、前記カバー（２２０）の外側に突出した回転体（２１０）の一側に結合するとともにアクチュエータと連結する回転補助体（２２５）とで構成することを特徴とする請求項２６記載の熱交換器。
【請求項２９】
前記回転体（２１０）とカバー（２２０）との間にはシーリング部材（２３０）を設置することを特徴とする請求項２８記載の熱交換器。
【請求項３０】
前記チューブ（１０５）は内部に「Ｕ」字型流路（１０５ｄ）を形成するような区画壁（１０５ｃ）を有する一体型チューブ（１０５）であることを特徴とする請求項２３記載の熱交換器。
【請求項３１】
前記リターン手段（１０６）は前記チューブ（１０５）の下端部に閉鎖壁（１０６ａ）を一体形成してなることを特徴とする請求項３０記載の熱交換器。
【請求項３２】
前記リターン手段（１０６）は前記チューブ（１０５）の下端部にリターンプレート（１０６ｂ）を密閉用で結合してなることを特徴とする請求項３０記載の熱交換器。
【請求項３３】
前記チューブ（１０７）は、入口（１０７ａ）を有するチューブ（１０７）と出口（１０７ｂ）を有するチューブ（１０７）とが分離構成された分離型チューブ（１０７）であることを特徴とする請求項２３記載の熱交換器。
【請求項３４】
前記リターン手段（１０６）は、前記分離されたチューブ（１０７）の下端部に結合するヘッダー（１０３）と、前記ヘッダー（１０３）に結合するとともに連通路（１３５ａ）を形成して分離されたチューブ（１０７）を連通するリターンタンク（１３５）とでなることを特長とする請求項３３記載の熱交換器。
【請求項３５】
前記リターンタンク（１３５）の内部には前記媒体分配手段（１１０）の隔壁（１６０）と対応する位置にバッフル（１３６）を形成することを特徴とする請求項３４記載の熱交換器。
【請求項３６】
前記タンク（１１５）の内部には、前記チューブ（１０５）の入口（１０５ａ）に流入する熱交換媒体とチューブ（１０５）の出口（１０５ｂ）から排出される熱交換媒体とを区画分離するための分割壁（１１６）を一体形成することを特徴とする請求項２３記載の熱交換器。
【請求項３７】
前記タンク（１１５）の媒体供給管（１２０）は前記分割壁（１１６）を基準としてチューブ（１０５）の入口（１０５ａ）と連通するように配設し、媒体回収管（１２５）はチューブ（１０５）の出口（１０５ｂ）と連通するように配設することを特徴とする請求項３６記載の熱交換器。
【請求項３８】
前記タンク（１１５）は、前記媒体供給管（１２０）とチューブ（１０５）（１０７）の入口（１０５ａ、１０７ａ）とを連通する供給タンク（１１５ａ）と、前記媒体回収管（１２５）とチューブ（１０５）（１０７）の出口（１０５ｂ、１０７ｂ）とを連通する回収タンク（１１５ｂ）とで分離構成されることを特徴とする請求項２３記載の熱交換器。
【請求項３９】
少なくとも一つ以上のヘッダー（１０１）にその端部を固定配置するチューブ（１０５）（１０７）と、
前記ヘッダー（１０１）に設置し、特定チューブ（１０５）（１０７）に熱交換媒体を供給する媒体分配手段（１１０）と、
前記媒体分配手段（１１０）の上部に設置し、その一側面に媒体供給管（１２０）および媒体回収管（１２５）を形成し、内部に多数の分配流路（１９０）を形成することにより、前記媒体分配手段（１１０）の特定部位に熱交換媒体を供給するタンク（１１５）と、
前記タンク（１１５）に設置し、制御信号によって作動して熱交換媒体の供給を調節する媒体調整手段（１３０）とを含むことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に係り、より詳しくは、チューブに供給する熱交換媒体の量を適正に調整して冷暖房負荷によって熱交換能力の調節を行う熱交換器に関するもので、熱交換器を流れる熱交換媒体の流れを選択的に調節するか開閉して暖房または冷房容量を制御し、熱交換媒体が熱交換器に均一に分布できるようにすると同時に、チューブ側に流れる熱交換媒体量及び流速を一定に維持して左・右温度差を改善し、しかも熱交換性能を向上させた熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に知られているように、空気調和装置は冷房システムと暖房システムとを含むもので、前記冷房システムは、圧縮機の駆動によって吐出される熱交換媒体が凝縮器、レシーバードライヤー、膨張弁及び蒸発器を経て再び圧縮機に循環する過程を行い、蒸発器による熱交換によって自動車の室内を冷房する構成を有するものであり、一方、前記暖房システムは、熱交換媒体（エンジン冷却水）をヒーターコアに流入させて熱交換させることで室内を暖房する構成を有するものである。
【０００３】
前記熱交換媒体を熱交換させる凝縮器と蒸発器およびヒーターコアなどは熱交換器であって、前記熱交換器は熱交換媒体の供給を受けて適正温度で熱交換を行った後循環させる働きをする。
従来の熱交換器は図１に示すように、その両端部が上・下部ヘッダー１，３に固定され、互いに所定距離隔てて並設されている複数個のチューブ５と、前記上・下部ヘッダー１３とそれぞれ結合して各チューブ５の端部と連通する通路を形成する上・下部タンク７．９と、前記各チューブ５の間に設置して放熱表面積を広げるための放熱フィン１１とを具備して構成される。
【０００４】
このように構成された従来の熱交換器は、空気調和装置、特に自動車用空気調和装置に装着された状態で、上部タンク７と上部ヘッダー１とによって形成された通路に供給された熱交換媒体が、バッフルによって区画された一側チューブ５を通過しながら熱交換器周囲の空気と熱交換を行った後、下部タンク９と下部ヘッダー３とによって形成する通路でＵターンし、他側のチューブ５を通過しながら再び熱交換を行い、上部タンク７と上部ヘッダー１とによって形成された通路を経て排出される。
【０００５】
上記のように熱交換が行われる従来の熱交換器は、暖房または冷房負荷にかかわらず熱交換媒体（自動車の冷却水）が供給されるので、暖房または冷房負荷によって熱交換能力を任意に調整するためには別途の制御手段が必要である。例えば、自動車のヒーターコアとして用いられる熱交換器の場合、熱交換器の熱交換能力を調節するためには送風機の回転数を調節する方法を使用したり、熱交換器の前面にドアを設置して熱交換器を通過する風量を調節する方法を使用したりした。このように、風量を制御して熱交換器の熱交換力を制御するには別途の装置を必要とするという問題点を内在していた。
【０００６】
上記問題点を解決するために本出願人が出願して登録を受けた韓国登録特許公報第１７０２３４号によれば、熱交換器は、図２及び図３に示すように、上・下部ヘッダー１、３にその両端部を固定し、等間隔に配置したチューブ５と、上部ヘッダー１に連結して特定チューブ５に熱交換媒体を供給する分割供給手段１３と、下部ヘッダー３に連結して各チューブ５の端部と連通する下部タンク９とから構成される。
分割供給手段１３は、上部ヘッダー１と結合した各チューブ５の上端部と連通する複数個の連結通路１５と、連結通路１５の入口側が所定の角度範囲内で形成される円筒状の熱交換媒体分割部１９とが形成された本体１７と；本体１７に形成された熱交換媒体分割部１９と連通可能に設置した少なくとも一つ以上の熱交換媒体供給管２１と；熱交換媒体分割部１９に回転可能に設置し、熱交換媒体分割部１９と連通する連結通路１５の入口を選択的に遮断する遮断羽根２７を回転軸２５に設置した回転部材２３と；回転軸２５を支持しながら熱交換媒体分割部１９を遮断するカバー部材２９と；から構成される。
【０００７】
上記の状態で熱交換器を用いて熱交換媒体との熱交換を行うためには、先ず、熱交換媒体供給管２１を通して熱交換媒体を供給すると同時に、熱交換媒体分割部１９に回転可能に設置あいた回転部材２３を熱交換器にかかる負荷に応じて回転させる。次いで、回転部材２３の回転によって遮断羽根２７が連結通路１５の入口を選択的に開閉することにより、一部または全体のチューブ５に熱交換媒体を供給する。
連結通路１５の入口が両側に形成されている場合は、回転部材２３の両側に設置した遮断羽根２７が各チューブ５の端部を同時に開くことになり、一部のチューブ５に熱交換媒体を供給することができ、回転部材２３の回転によって熱交換媒体の供給量を調節することができるので、熱交換器の熱交換能力を任意に調節できるようになる。
【０００８】
このように、熱交換器の各チューブ５に熱交換媒体を選択的に流すようにし、その性能を任意に調整することができて、暖房または冷房負荷に対して容易に対処することができる。
しかし、熱交換器は、熱交換媒体の量を選択的に調節することができるという長所はあるが、回転部材２３の遮断羽根２７によってガイドされる熱交換媒体が熱交換器の一側のチューブ列に偏流するため、熱交換媒体のミキシング性能が低下してしまうだけでなく、熱交換器の左・右温度差が発生する問題があった。また、前記熱交換器の場合、構造上チューブ列に供給される熱交換媒体の供給順序および位置を任意に変更／選択するのが容易でなかった。
【特許文献１】韓国登録特許公報第１７０２３４号
【特許文献２】特開２００４−６６８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題点を解決するためのもので、その目的は、熱交換器を流れる熱交換媒体の流れを選択的に調節するか開閉して暖房または冷房容量を制御すると同時に、温度偏差を最小化し、熱交換媒体の熱交換器への均一な分布を図った熱交換器を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、一定個数ずつ区画されたチューブと連通する熱交換媒体の分配ホールの大きさを、該当チューブ数に比例する大きさにすることにより、チューブ側に流れる熱交換媒体量及び流速を一定に維持して左・右温度差を改善し、且つ熱交換性能を向上させた熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、上・下部ヘッダー１０１、１０３にその両端部を固定配置したチューブ１０５と、前記上部ヘッダー１０１に設置し、特定チューブ１０５に熱交換媒体を供給する媒体分配手段１１０と、前記媒体分配手段１１０の上部に設置し、一側には媒体供給管１２０および媒体回収管１２５を形成し、内部には媒体分配手段１１０の特定部位に熱交換媒体を供給する分配流路１９０を形成した上部タンク１１５と、前記上部タンク１１５に設置し、制御信号によって作動する媒体調整手段１３０と、前記下部ヘッダー３に結合して各チューブ５の端部と連通し、リターンパイプ１４０を介して上部タンク１１５と連結する下部タンク１３４とを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、上端部はヘッダー１０１に開口する出入口１０５ｂ、１０７ｂ、１０５ａ、１０７ａと結合し、下端部にはリターン手段１０６を備えて内部に前記出入口１０５ｂ、１０７ｂ、１０５ａ、１０７ａと連結する「Ｕ」字型流路１０５ｄ、１０７ｃを有するチューブ１０５、１０７と、前記ヘッダー１０１に設置し、特定チューブ１０５、１０７に熱交換媒体を供給する媒体分配手段１１０と、前記媒体分配手段１１０を収容しながら前記ヘッダー１０１に結合され、一側には媒体供給管１２０および媒体回収管１２５が形成され、内部には媒体分配手段１１０の特定部位に熱交換媒体を供給する分配流路１９０が形成されたタンク１１５と、前記タンク１１５に設置し、制御信号によって作動する媒体調整手段１３０とを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、少なくとも一つ以上のヘッダー１０１にその端部を固定配置するチューブ１０５、１０７と、前記ヘッダー１０１に設置し、特定チューブ１０５、１０７に熱交換媒体を供給する媒体分配手段１１０と、前記媒体分配手段１１０の上部に設置し、その一側面に媒体供給管１２０および媒体回収管１２５を形成し、内部に多数の分配流路１９０を形成することにより、前記媒体分配手段１１０の特定部位に熱交換媒体を供給するタンク１１５と、前記タンク１１５に設置し、制御信号によって作動して熱交換媒体の供給を調節する媒体調整手段１３０とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、前記媒体調整手段の作動によって特定チューブまたは全チューブに熱交換媒体を供給すると同時に、熱交換媒体の量を適正に調節することにより、冷・暖房負荷によって熱交換能力を簡便に調節することができ、熱交換媒体が移動抵抗性なしに特定チューブまたは全チューブに分配・流入して循環することにより、ミキシング性能及び全体の熱交換性能が向上する。
また、媒体分配手段をゴム材質または合成樹脂材質で形成することにより、チューブ側に流動する熱交換媒体とバイパスする熱交換媒体との間の熱伝導が最小化できる。
【００１４】
また、前記案内部を中心にそれぞれの分配流路と案内ガイド及び供給ホールが両方に延びていて、熱交換媒体をそれぞれのチューブに一定に供給することができ、さらに段階的に熱交換媒体量を調節することができるので、微細な温度調節が可能になる。
また、前記分配流路と案内ガイド及び隔壁の位置を多様に変更することができるので、特定チューブに流動する熱交換媒体の流路の数及び形状を自由に調整することができる。
また、一定の個数ずつ区画されたチューブと連通する熱交換媒体の分配ホールの大きさを、該当チューブ数に比例する大きさにすることにより、チューブ側に流れる熱交換媒体量及び流速が一定に維持されて、左・右温度差が改善されるとともに、熱交換性能が向上する。
【００１５】
また、前記上部タンクの内部通路上に通路断面積を縮小したテーパー状のバイパス通路を形成して、バイパスする熱交換媒体の量を媒体調整手段の温度制御位置別に変えることで、円滑な温度制御が可能になり、チューブ側に流れる流量及び速度が一定に維持されて左・右温度差が改善される。
また、初期にバイパスホールがある程度開放されてもバイパスされる流量が少なくてチューブ側に流れる流量を充分に確保することができ、熱交換性能及び流量制御性能が向上する。
また、「Ｕ」字型流路を有するチューブを使用することにより、上・下温度偏差が最小化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施例を添付図を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図４は本発明の第１実施例に係る熱交換器を示す斜視図であり、図５は本発明の第１実施例に係る熱交換器を示す分解斜視図であり、図６は本発明の第１実施例に係る熱交換器を示す断面図であり、図７は本発明の第１実施例に係る熱交換器を示す平面図であり、図８は本発明の第１実施例に係る熱交換器における上部タンクと媒体分配手段とを分解した状態を示す底面分解図であり、図９は本発明の第１実施例に係る熱交換器における上部タンクと媒体分配手段及び上部ヘッダーを示す結合断面図であり、図１０乃至図１２は本発明の第１実施例に係る熱交換器の作動状態図であり、図１３は本発明の第１実施例に係る熱交換器における上部タンクに形成された分配ホールの大きさを該当チューブ個数に比例する大きさにした場合を示す平面図である。
【００１８】
図示したように、本発明の第１実施例に係る熱交換器１００は、上・下部ヘッダー１０１、１０３にその両端部が固定され、等間隔に配置され、熱交換媒体の移動を行うチューブ１０５と、上部ヘッダー１０１に設置され、特定チューブ１０５または全チューブ１０５に熱交換媒体を供給する媒体分配手段１１０と、媒体分配手段１１０の上部に設置され、一側には熱交換媒体の供給および回収のための媒体供給管１２０および媒体回収管１２５がそれぞれ形成され、内部には媒体分配手段１１０の特定部位に熱交換媒体を供給する分配流路１９０が形成された上部タンク１１５と、上部タンク１１５の内側に設置され、制御信号によって自動的に作動しながら熱交換媒体の供給量を特定する媒体調整手段１３０と、下部ヘッダー１０３に結合されて各チューブ１０５の端部と連通し、リンターンパイプ１４０を通して熱交換媒体が上部タンク１１５に移動（復帰）するように上部タンク１０５と連結される下部タンク１３４とから構成される。
また、図には示していないが、チューブ１０５の間には熱交換を促進させる放熱フィンをさらに介在しても良い。
【００１９】
先ず、媒体分配手段１１０は、熱交換媒体をチューブ１０５に移動抵抗なしに供給できるように一定個数ずつ区画されたチューブ１０５とそれぞれ連通する多数の供給ホール１４５が、適正位置に形成され、上側面には、各分配流路１９０の開口した下端を密閉すると同時に分配流路１９０に沿って流動する熱交換媒体を各供給ホール１４５に案内する案内ガイド１５０が形成され、一側には、リターンパイプ１４０を通して流動する熱交換媒体が上部タンク１１５側に流れるようにリターンパイプと連通するような回収ホール１１５が形成されてなる。
媒体分配手段１１０は、ゴム（Ｒｕｂｂｅｒ）材質または合成樹脂材質で形成されるもので、熱交換媒体のバイパス時にチューブ１０５側への熱伝導を最小化できるように熱交換器１００の上部タンク１１５と上部ヘッダー１０１との間に設置する。
そして、媒体分配手段１１０にそれぞれ独立的に形成された供給ホール１４５の間には隔壁１６０を形成する。
隔壁１６０は、供給ホール１４５を通して供給された熱交換媒体が隔壁１６０によって区画された一定の個数の該当チューブ１０５に供給されるようにする。
【００２０】
一方、媒体分配手段１１０の案内ガイド１５０および隔壁１６０とともに上部タンク１１５の分配流路１９０の位置および形状を変形すると、区画された特定チューブ１０５に流動する熱交換媒体の流路の数および形状をさらに多様に変更し得るなど任意に調整できるようになるので、温度の変化率（勾配）を一定に維持／制御できる温度直進性が改善され、これにより温度制御の正確度が向上し、微細な温度制御が可能になる。
上部タンク１１５には媒体供給管１２０と連通した円形状の案内部１６５が形成され、該案内部１６５の底部には、各分配流路１９０を通して媒体分配手段１１０に熱交換媒体が供給できるような多数の分配ホール１７０が円周方向に等間隔に形成され、一側には、リターンパイプ１４０および回収ホール１５５を通して移動する熱交換媒体が媒体回収管１２５に排出されるように回収ホール１５５と連通する回収部１７５を形成する。
また、上部タンク１１５の媒体回収管１２５を挟んで一側には回収部１７５と媒体回収管１２５とを連通する回収誘導ホール１８０を形成し、他側には案内部１６５と媒体回収管１２５とを連通するバイパスホール１８５を形成する。回収誘導ホール１８０はリターンパイプ１４０を通して復帰した熱交換媒体が媒体回収管１２５を通して排出するようにし、バイパスホール１８５は媒体供給管１２０を通して供給された熱交換媒体を直接的に媒体回収管１２５にバイパスさせる。
【００２１】
一方、上部タンク１１５の底部側に、媒体分配手段１１０の案内ガイド１５０と対応する分配流路１９０が形成されるが、分配流路１９０は案内ガイド１５０及び供給ホール１４５と対応するように適正間隔に形成され、その先端は案内部１６５の分配ホール１７０と連通し、末端は各供給ホール１４５の位置まで延設されて供給ホール１４５と連通する。
このような分配流路１９０は案内ガイド１５０と結合すれば密閉した流路を形成することになり、これにより、案内部１６５の分配ホール１７０を通して供給された熱交換媒体が媒体分配手段１１０の各供給ホール１４５に安定的に移動できるようになる。
また、媒体調整手段１３０は、上部タンク１１５の案内部１６５に設置されて分配ホール１７０の入口を任意に開閉（一部または全体）する弁体１９５と、弁体１９５にリンク２０５によって連結され、弁体１９５の回転と同時に前後方向に移動しながら回収誘導ホール１８０またはバイパスホール１８５を選択的に開閉する補助弁体２００とで構成される。
【００２２】
弁体１９５は制御スィッチ（図示せず）によって自動的に調整されながら回転するもので、弁体１９５に弾性部材２１５を介して多角形状の回転体２１０が設置され、回転体２１０の上端を回転可能に支持するとともに上部タンク１１５の上端を外部と遮断して密閉するカバー２２０が設置される。
また、カバー２２０の外側に突出した回転体２１０の上端にはアクチュエータ（図示せず）と連結された回転補助体２２５が結合される。
ここで、弁体１９５は耐熱性及びシーリング性の向上を図るためにテフロン（登録商標）材質またはウレタン材質で作ることが好ましい。
また、弾性部材２１５は弁体１９５が案内部１６５の底面側に密着できるようにバネなどで構成される。さらに、回転体２１０とカバー２２０との間にシーリング部材２３０が設置されてカバー２２０と上部タンク１１５との間のシール性を保持する。
また、弁体１９５を合成樹脂材質で形成した場合には、その外側をゴム材質でコーティング処理することもでき、弁体１９５を合成樹脂とゴム材質で段階別処理した場合には、分配ホール１７０と弁体１９５との間のシール性が向上する。
【００２３】
一方、リターンパイプ１４０は熱伝導効率の向上を図るためにスロット（ｓｌｏｔ）または直方体状に形成するのが望ましいが、この他にもチューブ１０５やチューブ１０５列に取り替えて構成することもできる。
そして、前記では上部タンク１１５の案内部１６５に形成した分配ホール１７０の大きさを均一にしているが、図１３に示すように、分配ホール１７０の大きさを各分配ホール１７０と連通する該当チューブ個数に比例させることが望ましい。
すなわち、分配ホール１７０の大きさは該当チューブ１０５の個数が多いほど大きくし、少ないほど小さくすることで、媒体供給管１２０を通して案内部１６５に流入した後各分配ホール１７０を通過する熱交換媒体量が、該当チューブ１０５の個数に比例する量だけ供給されて各チューブ１０５に均等に分配され、同時にチューブ１０５に沿って流れる熱交換媒体量および流速が一定に維持されて、左・右温度差が改善され、熱交換性能が向上するようになる。
【００２４】
また、図１３は分配ホール１７０の大きさだけでなく、分配ホール１７０および分配流路１９０の配置／形態を変形した一例を示す図である。その他にもさらに多様に変形することができる。
加えて、分配ホール１７０および分配流路１９０を多様に変形するとともに、これに対応して媒体分配手段１１０および各供給ホール１４５と連通するチューブの個数も多様に変形することができる。
一方、分配ホール１７０と連通する分配流路１９０の大きさ及び媒体分配手段１１０に形成された多数の供給ホール１４５の大きさも、連通する該当チューブ１０５の個数に比例する大きさにすることが好ましい。
【００２５】
上述したように、本発明の第１実施例に係る熱交換器は、多数のチューブ１０５およびリターンパイプ１４０の両端部にそれぞれ上・下部ヘッダー１０１、１０３を結合し、上部ヘッダー１０１には媒体分配手段１１０および媒体調整手段１３０が搭載された上部タンク１１５を設置し、下部ヘッダー１０３には下部タンク１３４を設置してなる。
したがって、熱交換媒体が上部タンク１１５の媒体供給管１２０を通して案内部１６５に供給されると、熱交換媒体は、媒体調整手段１３０の調節によってバイパスホール１８５を通して直接に媒体回収管１２５にバイパスされるか、または分配ホール１７０を通して多数のチューブ１０５に沿って流れながら外部空気と熱交換した後、リターンパイプ１４０を通してリターンして媒体回収管１２５に排出される。
【００２６】
以下、熱交換媒体の循環過程をより詳しく説明する。
熱交換媒体が循環する過程において制御スイッチを用いて回転補助体２２５を特定の角度に回転させると、弁体１９５の回転によって分配ホール１７０のうち一部の分配ホール１７０が開放され、この開放された分配ホール１７０は分配流路１９０および供給ホール１４５と連通し、供給ホール１４５は両側隔壁１６０によって一定個数に区画された特定チューブ１０５と連通する。
したがって、媒体供給管１２０を通して供給された熱交換媒体は、弁体１９５の回転によって開放された分配ホール１７０と連通する特定チューブ１０５に沿って流動しながら外部空気と活発な熱交換を行った後、下部タンク１３４に移動する。
下部タンク１３４に移動した熱交換媒体はリターンパイプ１４０を通して上部タンク１１５に移動し、上部タンク１１５に移動した熱交換媒体は回収誘導ホール１８０を通過して媒体回収管１２５に排出される。
【００２７】
このように弁体１９５が特定の角度に回転すると、回収誘導ホール１８０とバイパスホール１８５との間に位置する、リンク２０５によって作動する補助弁体２００が、回収誘導ホール１８０およびバイパスホール１８５とを完全に遮断しなくなるため、リターンパイプ１４０を通して復帰された熱交換媒体が媒体回収管１２５に移動する際、媒体供給管１２０を通して案内部１６５に供給された熱交換媒体の一部は、バイパスホール１８５を通して直接に媒体回収管１２５に流れるようになる。
すなわち、弁体１９５の回転によって分配ホール１７０が大きく開放されるほど、補助弁体２００はバイパスホール１８５側に移動してバイパスホール１８５を通してバイパスする流量が少なくなり、反対に、分配ホール１７０が小さく開放されるほど、補助弁体２００は回収誘導ホール１８０側に移動してバイパスホール１８５を通してバイパスする流量が多くなる。
【００２８】
そして、回転補助体２２５を完全に回転させると、弁体１９５の回転によって全分配ホール１７０が開放され、この時、分配ホール１７０は分配流路１９０及び供給ホール１４５を通して全チューブ１０５と連通する。
したがって、熱交換媒体は、全体が開放された分配ホール１７０を通して分配流路１９０及び供給ホール１４５を経て全チューブ１０５に沿って流動しながら外部空気と活発な熱交換を行った後、下部タンク１３４に移動する。
下部タンク１３４に移動した熱交換媒体はリターンパイプ１４０を通して上部タンク１１５に復帰し、上部タンク１１５に復帰した熱交換媒体は媒体回収管１２５に排出される。
このように弁体１９５が完全に回転して全分配ホール１７０が開放されると、補助弁体２００は回収誘導ホール１８０を完全開放するとともにバイパスホール１８５を完全遮断することになり、媒体供給管１２０を通して供給された熱交換媒体は全てがチューブ１０５側に流動するようになる。
【００２９】
これに対して、弁体１９５が回転して全分配ホール１７０が遮断されると、補助弁体２００はバイパスホール１８５を完全開放するとともに回収誘導ホール１８０を完全遮断することになり、これにより媒体供給管１２０を通して供給された熱交換媒体は全てがバイパスホール１８５を通して媒体回収管１２５に直接に排出される。
一方、熱交換器１００の中心部に案内部１６５を形成し、この案内部１６５を中心に分配流路１９０と案内ガイド１５０及び供給ホール１４５が両方向に延びていることから、弁体１９５の作動範囲によって、多数の領域に区画された特定チューブ１０５に熱交換媒体を任意調整して流すことにより、ミキシング性能が向上し、且つ段階別調整が可能なので微細な温度調節が可能である。
また、熱交換媒体の移動経路を自由に特定することができて温度直進性が安定的に調整され、さらに、分配流路１９０と案内ガイド１５０及び供給ホール１４５などを多様な形状にすることにより、各チューブ１０５への熱交換媒体の供給を自由に設定することができ、なお、供給ホール１４５を基準として適正位置に隔壁１６０を形成することにより、熱交換媒体の供給量を優先的に特定することができる。
【実施例２】
【００３０】
図１４は本発明の第２実施例に係る熱交換器を示す平面図であって、上述した第１実施例と異なる構成および作用についてのみ説明し、反復説明は省略する。
図１４に示すように、第２実施例は、媒体調整手段１３０の構造およびバイパスホール１８５を遮断した構造を除いては、第１実施例と全体構成が同一である。
媒体調整手段１３０は、上部タンク１１５の案内部１６５に設置されて分配ホール１７０の入口を任意に開閉（一部または全体）する弁体１９５と、弁体１９５に弾性部材２１５を介して結合される回転体２１０と、回転体２１０の上端を回転可能に支持するとともに上部タンク１１５の上端を外部と遮断するように密閉させるカバー２２０と、カバー２２０の外側に突出した回転体２１０の上端に結合されるとともにアクチュエータ（図示せず）と連結される回転補助体２２５とで構成される。
【００３１】
第２実施例に係る媒体調整手段１３０は第１実施例の媒体調整手段１３０からリンク２０５と補助弁体２００とを取り除いた構造であって、その他の構成は同一なのでここでより詳細な説明は省略する。
このような媒体調整手段１３０の構造に対応して、上部タンク１１５の媒体回収管１２５を挟んで、一側には回収部１７５と媒体回収管１２５とを連通する回収誘導ホール１８０が形成され、他側は案内部１６５と媒体回収管１２５との連通を遮断するようになっている。
したがって、熱交換媒体が循環する過程において制御スイッチを用いて回転補助体２２５を特定の角度に回転させると、弁体１９５の回転によって分配ホール１７０のうち一部（または全体）の分配ホール１７０が開放され、この開放された分配ホール１７０は分配流路１９０および供給ホール１４５と連通し、供給ホール１４５は両側隔壁１６０によって一定個数に区画された特定チューブ１０５と連通する。
【００３２】
したがって、媒体供給管１２０を通して供給された熱交換媒体は、弁体１９５の回転によって開放された分配ホール１７０と連通する特定チューブ１０５に沿って流動しながら外部空気と活発な熱交換を行った後、下部タンク１３４に移動する。
下部タンク１３４に移動した熱交換媒体はリターンパイプ１４０を通して上部タンク１１５に移動し、上部タンク１１５に移動した熱交換媒体は回収誘導ホール１８０を通過して媒体回収管１２５に排出される。
【実施例３】
【００３３】
図１５は本発明の第３実施例に係る熱交換器を示す平面図であって、上述した第１実施例と異なる構成および作用についてのみ説明し、反復説明は省略する。
図１５に示すように、第３実施例は第１実施例と全体構成および作用が同一である。ただし、上部タンク１１５のバイパスホール１８５が形成された部位に内部通路１１７の通路断面積を縮小したバイパス通路１１７ａを形成する。
ここで、バイパス通路１１７ａはテーパ−状に形成されることが好ましく、媒体供給管１２０と媒体回収管１２５との間に形成される。
バイパスホール１８５はバイパス通路１１７ａにおいて通路断面積が最も小さな位置に形成されることが好ましく、媒体供給管１２０を通して供給された熱交換媒体を直接的に媒体回収管１２５にバイパスさせる役割をする。
【００３４】
このようにテーパー状に形成されたバイパス通路１１７ａは、バイパスホール１８５が形成された位置からバイパスされる熱交換媒体の進行方向に行くほど通路の断面積が次第に大きくなることにより、媒体調整手段１３０の調節による温度制御位置別にバイパス流量を異にすることができる。
すなわち、補助弁体２００がバイパスホール１８５を遮断した状態で漸次開放されると、補助弁体２００とバイパス通路１１７ａとの隙間が次第に大きくなるにしたがってバイパス流量も次第に増加するようになる。
このように、補助弁体２００の断続によってバイパス通路１１７ａを経てバイパスされる熱交換媒体を、急激な流量変化なしに媒体調整手段１３０の温度制御位置別に変更することができるので、円滑な温度制御が可能であり、チューブ１０５側に流れる流量および速度が一定に維持されて左・右温度差が改善される。
また、初期にバイパスホール１８５がある程度開放されてもバイパスされる流量が少ないので、チューブ１０５側に流れる流量が充分確保されて、熱交換性能が向上する。
【実施例４】
【００３５】
図１６は本発明の第４実施例に係る熱交換器を示す結合斜視図であり、図１７は本発明の第４実施例に係る熱交換器を示す分解斜視図であり、図１８は本発明の第４実施例に係る熱交換器を示す正面断面図であり、図１９は本発明の第４実施例に係る熱交換器におけるタンクと媒体供給手段とを示す分解斜視図であり、図２０は本発明の第４実施例に係る熱交換器を示す側面断面図であり、図２１は本発明の第４実施例に係る熱交換器を示す平面図であり、図２２は本発明の第４実施例に係る熱交換器を示す作動状態図であって、第１実施例と異なる部分についてのみ説明する。
第１実施例ではチューブが単一列で構成されてその内部に一字型流路が形成された構造を有するのに対して、第４実施例ではチューブの内部に「Ｕ」字型流路が形成された構造を有する。
【００３６】
これにより第４実施例に係る熱交換器１００は、ヘッダー１０１に開口した出入口１０５ｂ、１０５ａに結合され、一定間隔で配置されて下端部にはリターン手段１０６を備え、内部に出入口１０５ｂ、１０５ａを連結する「Ｕ」字型流路１０５ｄを有する多数のチューブ１０５と、ヘッダー１０１に設置され、特定チューブ１０５または全チューブ１０５に熱交換媒体を供給する媒体分配手段１１０と、媒体分配手段１１０を収容しながらヘッダー１０１に設置され、一側には熱交換媒体の供給および回収のための媒体供給管１２０および媒体回収管１２５がそれぞれ形成され、内部には媒体分配手段１１０の特定部位に熱交換媒体を供給するような分配流路１９０が形成されたタンク１１５と、タンク１１５の内側に設置され、制御信号によって自動的に作動しながら熱交換媒体の供給量を特定する媒体調整手段１３０とで構成される。
【００３７】
また、チューブ１０５の間には熱交換を促進させる放熱フィン１０４がさらに介在されても良い。
先ず、媒体分配手段１１０は、チューブ１０５に熱交換媒体を供給できるように、多数の領域に区画されたチューブ１０５の入口１０５ａ側とそれぞれ連通する多数の供給ホール１４５が、適正位置に形成され、上側面には、各分配流路１９０の開口された下端を密閉するとともに分配流路１９０に沿って流動する熱交換媒体を各供給ホール１４５に案内する案内ガイド１５０が形成され、各供給ホール１４５の間には隔壁１６０が形成されてなる。
隔壁１６０は、供給ホール１４５を通して供給された熱交換媒体が隔壁１６０によって区画された一定個数の該当チューブ１０５に供給されるようにする。
【００３８】
ここで、媒体分配手段１１０はゴム（Ｒｕｂｂｅｒ）材質または合成樹脂材質で形成されることが望ましい。すなわち、媒体分配手段１１０は、タンク１１５とヘッダー１０１との間でチューブ１０５の入口１０５ａ側に設置され、チューブ１０５の入口１０５ａに流入する熱交換媒体とチューブ１０５の出口１０５ｂから排出される熱交換媒体との間の熱伝導を最小化し、同時に媒体供給管１２０を通して供給された熱交換媒体がチューブ１０５の入口１０５ａにのみ流入するようにする。
一方、媒体分配手段１１０の隔壁１６０の位置および個数を変更すると、区画されたチューブ１０５を流動する熱交換媒体の流路数および各流路の大きさを多様に変更することができ、同時に媒体分配手段１１０の案内ガイド１５０とタンク１１５の分配流路１９０との位置および形状を変更すると、隔壁１６０によって区画された各流路に供給される熱交換媒体の供給順序を任意に変更することができる。
【００３９】
そして、タンク１１５には媒体供給管１２０と連通した円形状の案内部１６５が形成され、該案内部１６５の底部には、各分配流路１９０を通して媒体分配手段１１０に熱交換媒体が供給できるような多数の分配ホール１７０が円周方向に等間隔に形成される。
また、タンク１１５の内部には、チューブ１０５の入口１０５ａに流入する熱交換媒体とチューブ１０５の出口１０５ｂから排出される熱交換媒体とを区画分離するための分割壁１１６が一体形成される。
そして、タンク１１５の媒体供給管１２０は分割壁を基準としてチューブ１０５の入口１０５ａと連通するように配設され、媒体回収管１２５はチューブ１０５の出口１０５ｂと連通するように配設される。
一方、タンク１１５の底部側には媒体分配手段１１０の案内ガイド１５０と対応する分配流路１９０が形成されるが、分配流路１９０は案内ガイド１５０と対応するように適正間隔に形成され、その先端は案内部１６５の分配ホール１７０と連通し、その末端は媒体分配手段１１０の各供給ホール１４５の位置まで延設される。
【００４０】
すなわち、分配流路１９０は、案内部１６５の各分配ホール１７０と媒体分配手段１１０の各供給ホール１４５とを連通するための一定形状および長さを有する。
このような分配流路１９０は案内ガイド１５０と結合すれば密閉した流路を形成することになり、これにより、案内部１６５の分配ホール１７０を通して供給された熱交換媒体が媒体分配手段１１０の各供給ホール１４５に安定的に移動できるようになる。
そして、媒体調整手段１３０は、タンク１１５の案内部１６５に設置されて分配ホール１７０の入口を任意に開閉（一部または全体）する弁体１９５と、弁体１９５に弾性部材２１５を介して結合される回転体２１０と、回転体２１０の上端を支持するとともにタンク１１５の開口された上側を外部と遮断するように密閉させるカバー２２０と、カバー２２０の外側に突出した回転体２１０の一側に結合されるととともにアクチュエータ（図示せず）と連結される回転補助体２２５とで構成される。
【００４１】
弁体１９５は制御スィッチ（図示せず）によって自動的に調整されながら回転し、耐熱性及びシーリング性を向上させ得るようにテフロン（登録商標）材質またはウレタン材質で形成される。
また、弾性部材２１５は弁体１９５が案内部１６５の底面側に密着できるようにバネなどで構成される。さらに、回転体２１０とカバー２２０との間にはシーリング部材２３０が設置されてカバー２２０とタンク１１５との間にシール性を保持する。
一方、弁体１９５を合成樹脂材質で形成した場合には、その外側面にゴム材質でコーティング処理することもでき、弁体１９５を合成樹脂とゴム材質で段階別処理した場合には、分配ホール１７０と弁体１９５との間のシール性が向上する。
そして、チューブ１０５は内部に「Ｕ」字型流路１０５ｄを形成するような区画壁１０５ｃを有する一体型チューブ１０５である。
【００４２】
また、一体型チューブ１０５の下端部に具備されるリターン手段１０６は、チューブ１０５の下端部に閉鎖壁１０６ａを一体形成してなる。
すなわち、一体型チューブ１０５は、上端部に開口する出入口１０５ｂ、１０５ａが形成され、下端部は閉鎖壁１０６ａで閉鎖され、内部には出入口１０５ｂ、１０５ａの間で垂直方向に一定の長さの区画壁１０５ｃが形成されることで、内部に出入口１０５ｂ、１０５ａを連結する「Ｕ」字型の流路１０５ｄが形成される。
上記のように、本発明の第４実施例に係る熱交換器１００は、一定間隔で配列した多数のチューブ１０５の上端部にヘッダー１０１を結合し、ヘッダー１０１には媒体分配手段１１０を設置し、その上側に媒体調整手段１３０を載したタンク１１５を結合／設置してなる。
したがって、熱交換器１００を流れる熱交換媒体の流れを選択的に調節または開閉して暖房または冷房用量を制御すると同時に温度偏差を最小にできる。
【００４３】
以下、熱交換媒体の循環過程をより詳しく説明する。
熱交換媒体が循環する過程において制御スィッチを用いて回転補助体２２５を特定の角度に回転させると、弁体１９５の回転によって分配ホール１７０のうち一部の分配ホール１７０が開放され、この開放された分配ホール１７０は分配流路１９０及び供給ホール１４５と連通し、供給ホール１４５は隔壁１６０によって多数の領域に区画された特定チューブ１０５の入口１０５ａと連通する。
したがって、媒体供給管１２０を通して供給された熱交換媒体は、弁体１９５の回転によって開放された分配ホール１７０と連通する特定チューブ１０５の入口１０５ａに流入し、特定チューブ１０５の入口１０５ａに流入した熱交換媒体は、チューブ１０５の「Ｕ」字型流路１０５ｄに沿って流動しながら外部空気と活発な熱交換を行った後、チューブ１０５の出口１０５ｂから排出される。
【００４４】
チューブ１０５の出口１０５ｂから排出された熱交換媒体は、分割壁１１６によって区画されたタンク１１５内部を経て媒体回収管１２５に最終排出される。
そして、回転補助体２２５を完全に回転させると、弁体１９５の回転によって全分配ホール１７０が開放され、この時、分配ホール１７０は分配流路１９０及び供給ホール１４５を介して全チューブ１０５の入口１０５ａと連通する。
したがって、媒体供給管１２０を通して供給された熱交換媒体は、全体が開放された分配ホール１７０と連通する全チューブ１０５の入口１０５ａに流入し、全チューブ１０５の入口１０５ａに流入した熱交換媒体は、チューブ１０５の「Ｕ」字型流路１０５ｄに沿って流動しながら外部空気と活発な熱交換を行った後、チューブ１０５の出口１０５ｂから排出される。
続いて、チューブ１０５の出口１０５ｂから排出された熱交換媒体は、分割壁１１６に区画されたタンク１１５の内部を経て媒体回収管１２５に最終排出される。
そして、「Ｕ」字型流路１０５ｄを有するチューブ１０５を用いることで、熱交換媒体が「Ｕ」字型流路１０５ｄを流動する時、上・下温度の偏差を最小にすることができ、温度が均一に維持されて熱交換性能が向上する。
【実施例５】
【００４５】
図２３は本発明の第５実施例に係る熱交換器を示す結合斜視図であり、図２４は本発明の第５実施例に係る熱交換器を示す側面断面図であって、上述した第４実施例と異なる構成及び作用についてのみ説明し、反復説明は省略する。
図２３に示すように、第５実施例に係る熱交換器１００はタンク１１５及びチューブ１０５のリターン手段１０６を除いたすべての構成が第４実施例と同一である。すなわち、第４実施例は単一タンク１１５構造であって、タンク１１５の内部に流入する熱交換媒体と排出される熱交換媒体とを区画分離するための分割壁１１６が一体形成された構造であるのに対して、第５実施例はタンク１１５を供給タンク１１５ａと回収タンク１１５ｂとに分離した分離型タンク１１５構造である。
また、第５実施例のチューブ１０５は第４実施例のチューブ１０５とリターン手段１０６を異にしたもので、以下、第４実施例と異なる部分についてのみ説明する。
【００４６】
先ず、タンク１１５は、媒体供給管１２０とチューブ１０５の入口１０５ａとを連通する供給タンク１１５ａと、媒体回収管１２５とチューブ１０５の出口１０５ｂとを連通する回収タンク１１５ｂとで構成される。
このような供給タンク１１５ａと回収タンク１１５ｂとはヘッダー１０１にそれぞれ並設されるが、供給タンク１１５ａはチューブ１０５の入口１０５ａ側に結合され、回収タンク１１５ｂはチューブ１０５の出口１０５ｂ側に結合される。
このように第５実施例のタンク１１５は、タンク１１５の構造を分離型にし、これにより第４実施例で説明した媒体分配手段１１０と媒体調整手段１３０とは供給タンク１１５ａ側に設置される。
そして、チューブ１０５は内部に「Ｕ」字型流路１０５ｄを形成するような区画壁１０５ｃを持つ一体型チューブ１０５であり、下端部は第４実施例と異なるリターン手段１０６を具備する。
リターン手段１０６はチューブ１０５の下端部にリターンプレート１０６ｂが密閉用で結合されてなる。
【００４７】
すなわち、一体型チューブ１０５は、上端部に開口する出入口１０５ｂ、１０５ａが形成され、下端部はリターンプレート１０６ｂで閉鎖され、内部には、前記出入口１０５ｂ、１０５ａの間で垂直方向に一定の長さの区画壁１０５ｃが形成されることで、内部に出入口１０５ｂ、１０５ａを連結する「Ｕ」字型の流路１０５ｄが形成される。
本発明の第５実施例に係る熱交換媒体の循環過程は第４実施例と同一であり、ここで簡単に説明すれば、先ず、熱交換媒体が媒体供給管１２０を通して供給タンク１１５ａに供給され、供給タンク１１５ａに供給された熱交換媒体は媒体調整手段１３０及び媒体分配手段１１０を経た後、チューブ１０５の「Ｕ」字型流路１０５ｄに沿って流動しながら外部空気と活発な熱交換を行った後、チューブ１０５の出口１０５ｂから排出される。
その後、チューブ１０５の出口１０５ｂから排出された熱交換媒体は回収タンク１１５ｂの内部を経て媒体回収管１２５に最終排出される。
【実施例６】
【００４８】
図２５は本発明の第６実施例に係る熱交換器を示す結合斜視図であり、図２６は本発明の第６実施例に係る熱交換器を示す側面断面図であって、上述した第５実施例と異なる構成及び作用についてのみ説明し、反復説明は省略する。
図２５に示すように、第６実施例に係る熱交換器１００はチューブ１０７及びリターン手段１０６を除いたすべての構成が第５実施例と同一である。すなわち、第５実施例は一体型チューブ１０５構造であるのに対して、第６実施例は分離型チューブ１０７構造である。以下、第５実施例と異なる部分についてのみ説明する。
チューブ１０７は、入口１０７ａを有するチューブ１０７と出口１０７ｂを有するチューブ１０７とがそれぞれ分離構成された分離型チューブ１０７である。
このようなチューブ１０７の下端部には第４、５実施例と異なるリターン手段１０６を具備する。
【００４９】
リターン手段１０６は、分離されたそれぞれのチューブ１０７の下端部に結合されるヘッダー１０３と、ヘッダー１０３に結合されるとともに連通路１３５ａを形成して分離されたチューブ１０７を連通するリターンタンク１３５とからなる。
すなわち、分離されたチューブ１０７の下端部を連通するようにヘッダー１０３とリターンタンク１３５とを結合することにより、内部には分離されたチューブ１０７の出入口１０７ｂ、１０７ａを連結する「Ｕ」字型流路１０７ｃが形成される。
【００５０】
また、リターンタンク１３５の内部には媒体分配手段１１０の隔壁１６０と対応する位置にバッフル１３６が形成されることが望ましい。よって、多数の領域に区画された特定チューブ１０７の入口１０７ａに供給された熱交換媒体が、リターンタンク１３５を通過する過程においても区画された状態を維持し続けながら「Ｕ」字型流路１０７ｃに沿って流動した後、媒体回収管１２５に排出される。
一方、第６実施例の熱交換媒体の循環過程は上述した第４、５実施例と同一であるので、その説明は省略する。
そして、第４、５、６実施例の場合、チューブ１０５、１０７の長さを変更して熱交換器１００の容量を変更することができるし、特に第６実施例では、それぞれ分離されたチューブ１０７の作製のとき、カッティング位置を変更するだけでチューブ１０７の長さをより自由に設計することができて、熱交換器１００の容量もより自由に変更することができる。
【実施例７】
【００５１】
図２７は本発明の第７実施例に係る熱交換器を示す結合斜視図であり、図２８は本発明の第７実施例に係る熱交換器を示す側面断面図であって、上述した第４実施例と異なる構成及び作用についてのみ説明し、反復説明は省略する。
図２７に示すように、第７実施例に係る熱交換器１００は、熱遮断手段１０８を挟んで上・下対称の「Ｕ」字型流路１０５ｄが形成され、上・下部ヘッダー１０１に、流路１０５ｄの出入口１０５ｂ、１０５ａが形成された各端部側が結合されるチューブ１０５と、上・下部ヘッダー１０１にそれぞれ設置され、特定チューブ１０５または全チューブ１０５に熱交換媒体を供給する上・下部媒体分配手段１１０と、上・下部媒体分配手段１１０を収容しながら上・下部ヘッダー１０１にそれぞれ結合され、一側には媒体供給管１２０および媒体回収管１２５が形成され、内部には媒体分配手段１１０の特定部位に熱交換媒体を供給するような分配流路１９０が形成された上・下部タンク１１５と、上・下部タンク１１５に設置され、制御信号によって作動しながら熱交換媒体の供給量を特定する上・下部媒体調整手段１３０とで構成される。
【００５２】
以下、第４実施例と異なる部分についてのみ説明する。
第７実施例は左・右独立制御方式の空調システムに適用される構造であって、上述した第４実施例の熱交換器１００と構造及び作用が同一であり、ただし、同一の構造の他の熱交換器１００を直列に対称連結したものである。
このために、第４実施例と同じ「Ｕ」字型流路１０５ｄを持つチューブ１０５を相互に突き合わせた後、溶接などで接合して構成することもできるが、熱遮断手段１０８を挟んで上・下対称の「Ｕ」字型流路１０５ｄが形成されるように、チューブ１０５を一体形成するのが望ましい。
ここで、熱遮断手段１０８は上・下部「Ｕ」字型流路１０５ｄの間に遮断孔１０８ａを開設してなる。
したがって、遮断孔１０８ａによって、上・下部それぞれの「Ｕ」字型流路１０５ｄを流動する熱交換媒体間の熱伝導が遮断される。
【００５３】
一方、図面では熱交換器１００を垂直に示したが、実際空気調和装置に取り付ける場合は水平に取り付けて運転席と助手席との個別温度調節を可能とする。
したがって、左・右独立制御方式の空調システムで運転席と助手席との温度調節のためのテンプドア（図示せず）を省略することができ、第７実施例の熱交換器１００の一つだけで運転席と助手席との独立的な温度調節が可能になる。
すなわち、上・下部タンク１１５に設置された上・下部媒体調整手段１３０をそれぞれ個別に作動させて、チューブ１０５の上・下部流路１０５ｄにそれぞれ供給される熱交換媒体量を調節することにより、運転席の温度と助手席の温度を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は従来の熱交換器を示す斜視図である。
【図２】図２は従来の熱交換器の他の例を示す正面図である。
【図３】図３は従来の熱交換器のまた他の例を示す要部図である。
【図４】本発明の第１実施例に係る熱交換器を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１実施例に係る熱交換器を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の第１実施例に係る熱交換器を示す断面図である。
【図７】本発明の第１実施例に係る熱交換器における媒体分配手段を示す平面図である。
【図８】本発明の第１実施例に係る熱交換器における上部タンクと媒体分配手段とを分解した状態を示す底面分解図である。
【図９】本発明の第１実施例に係る熱交換器における上部タンクと媒体分配手段及び上部ヘッダーを示す結合断面図である。
【図１０】本発明の第１実施例に係る熱交換器の作動状態図である。
【図１１】本発明の第１実施例に係る熱交換器の作動状態図である。
【図１２】本発明の第１実施例に係る熱交換器の作動状態図である。
【図１３】本発明の第１実施例に係る熱交換器における上部タンクに形成された分配ホールの大きさを該当チューブ個数に比例する大きさにした場合を示す平面図である。
【図１４】本発明の第２実施例に係る熱交換器を示す平面図である。
【図１５】本発明の第３実施例に係る熱交換器を示す平面図である。
【図１６】本発明の第４実施例に係る熱交換器を示す結合斜視図である。
【図１７】本発明の第４実施例に係る熱交換器を示す分解斜視図である。
【図１８】本発明の第４実施例に係る熱交換器を示す正面断面図である。
【図１９】本発明の第４実施例に係る熱交換器におけるタンクと媒体供給手段を示す分解斜視図である。
【図２０】本発明の第４実施例に係る熱交換器を示す側面断面図である。
【図２１】本発明の第４実施例に係る熱交換器を示す平面図である。
【図２２】本発明の第４実施例に係る熱交換器を示す作動状態図である。
【図２３】本発明の第５実施例に係る熱交換器を示す結合斜視図である。
【図２４】本発明の第５実施例に係る熱交換器を示す側面断面図である。
【図２５】本発明の第６実施例に係る熱交換器を示す結合斜視図である。
【図２６】本発明の第６実施例に係る熱交換器を示す側面断面図である。
【図２７】本発明の第７実施例に係る熱交換器を示す結合斜視図である。
【図２８】本発明の第７実施例に係る熱交換器を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１００    熱交換器
１０１、１０３    ヘッダー
１０４    放熱フィン
１０５、１０７    チューブ
１０５ａ、１０７ａ    入口
１０５ｂ、１０７ｂ    出口
１０５ｃ    区画壁
１０５ｄ、１０７ｃ    「Ｕ」字型流路
１０６    リターン手段
１０６ａ    閉鎖壁
１０６ｂ    リターンプレート
１０８    熱遮断手段
１０８ａ    遮断孔
１１０    媒体分配手段
１１５    上部タンク
１１５ａ    供給タンク
１１５ｂ    回収タンク
１１６    分割壁
１１７    内部通路
１１７ａ    バイパス通路
１２０    媒体供給管
１２５    媒体回収管
１３０    媒体調整手段
１３４    下部タンク
１３５    リターンタンク
１３５ａ    連通路
１３６    バッフル
１４０    リターンパイプ
１４５    供給ホール
１５０    案内ガイド
１５５    回収ホール
１６０    隔壁
１６５    案内部
１７０    分配ホール
１７５    回収部
１８０    回収誘導ホール
１８５    バイパスホール
１９０    分配流路
１９５    弁体
２００    補助弁体
２０５    リンク
２１０    回転体
２１５    弾性部材
２２０    カバー
２２５    回転補助体
２３０    シーリング部材
【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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【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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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