(57)【要約】【課題】製造容易で低コスト化が可能でありかつリターンパイプの潰れを防止できる熱交換器を提供する。【解決手段】この熱交換器５１は、並列配置された左右ヘッダタンク５３，５５と、この左右ヘッダタンク５３，５５の両端部のそれぞれを連結する上下サイドプレート５７，５９と、一対のヘッダタンク５３，５５の間で両端を接続された複数のチューブであって、下サイドプレート５９寄りに配設されたコンデンサ用の第１のチューブ群６１と、上サイドプレート５７寄りにに配設されたオイルクーラ用の第２のチューブ群９９とを備え、第２のチューブ群９９のチューブを、第１のチューブ群６１のチューブと同一の断面形状にするとともに、上サイドプレート５７を断面コ字状に形成し、この上サイドプレート５７の断面コ字状の溝に沿って、第２のチューブ群９９に連通するリターンパイプ１０１を配設している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して並列配置された一対のヘッダと、
この並行配置された一対のヘッダの両端部のそれぞれを連結する一対のサイドプレートと、
前記一対のヘッダの間に両端を接続された複数のチューブであって、前記一対のサイドプレートうち一方のサイドプレート寄りに配設され、第１の媒体に使用される第１のチューブ群と、
前記一対のヘッダの間に両端を接続された複数のチューブであって、前記一対のサイドプレートうち他方のサイドプレート寄りに配設され、第１の媒体と異なる特性を有する第２の媒体に使用される第２のチューブ群と、
を備えた熱交換器において、
前記第２のチューブ群のチューブを、第１のチューブ群のチューブと同一の断面形状にするとともに、前記第２のチューブ群の外側に位置するサイドプレートを断面凹状に形成し、このサイドプレートの断面凹状の溝に沿って、前記第２のチューブ群に連通するリターンパイプを配設したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記リターンパイプの中程にはベント部が形成されている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の媒体は冷媒であり、前記第２の媒体はオイルであることを特徴とする請求項１又は２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、１対のヘッダ間にコンデンサとオイルクーラが並設された熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンデンサとオイルクーラを一体化した熱交換器としては、例えば図４に示すようなものが知られている。この図４に示す熱交換器１１は、特許文献１に開示されているものであって、対向して並列配置された一対の第１のヘッダ１３と第２のヘッダ１５を有し、これら一対のヘッダ１３，１５の間には、コンデンサとして使用される６本の第１のチューブ群１７と、この第１のチューブ群１７の上側に設けられたオイルクーラーとして使用される２本の第２のチューブ群１９が設けられている。第１のチューブ群１７は、冷媒が第１のヘッダ１３から第２のヘッダ１５に通過する３本の往路チューブ１７ａと、第２のヘッダ１５から第１のヘッダ１３に通過する３本の復路チューブ１７ｂとを有している。そして、第１のヘッダに設けられた冷媒入口２１から注入された冷媒は、往路チューブ１７ａを通って第２のヘッダ１５へ流入し、その後復路チューブ１７ｂを通って第１のヘッダ１３に設けられた冷媒出口２３から吐出される。また、第２のチューブ群１９は、冷媒が第２のヘッダ１５から第１のヘッダ１３に通過する往路チューブ１９ａと、第１のヘッダ１３から第２のヘッダ１５に通過する復路チューブ１９ｂとを有している。そして、第２のヘッダに設けられたオイル入口２５から注入されたオイルは、往路チューブ１９ａを通って第１のヘッダ１３へ流入し、その後復路チューブ１９ｂを通って第２のヘッダ１５に設けられた吐出口２７から吐出される。
【０００３】
このような熱交換器１１において、第１のチューブ群１７と第２のチューブ群１９は、それぞれ用途が異なるため、通過媒体の流量、流速、圧力等が異なる。このため、それぞれのチューブ径、肉厚等も異なり、２種類のチューブを準備しなければならない。また、これに対応して、ヘッダに形成するチューブ穴も２種類必要となり、加工工数が増大し、コストアップにつながるという問題点があった。
【０００４】
さらに、チューブ穴のピッチも異なるため、チューブ穴の加工用冶具やチューブをチューブ穴に挿入する冶具等も２種類容易しなければならず、コストの増大を招くという問題点があった。
【０００５】
また、特許文献２には、図５（ａ）に示すように、第２のチューブ群の上側にリターンパイプ３１を設けた熱交換器３３が開示されている。しかしながら、一般に熱交換器は、そのチューブをロウ付けする前にチューブやフィンからなるコア３５を圧縮する必要があり、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、コア３５にワイヤＷを巻き付ける。この際、巻き付け力が大き過ぎると、図５（ｂ）に示すように、リターンパイプ３１の角が潰れてしまうという問題点があった。
【０００６】
【特許文献１】米国特許６，７９３，０１２号明細書
【特許文献２】特開２００４−２３９５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決することその課題とし、製造容易で低コスト化が可能でありかつリターンパイプの潰れを防止できる熱交換器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、第２のチューブ群（９９）のチューブを、第１のチューブ群（６１）のチューブと同一の断面形状にするとともに、第２のチューブ群（９９）の外側に位置する上サイドプレート（５７）を断面コ字状に形成し、この上サイドプレート（５７）の断面コ字状の溝に沿って、第２のチューブ群（９９）に連通するリターンパイプ（１０１）を配設した手段を採用することができる。
【０００９】
この手段によると、コンデンサ部を通過する冷媒の流量、圧力とオイルクーラー部を通過するオイルの流量、圧力とが異なっていても、第２チューブ群（９９）で使用するチューブを第１のチューブ群（６１）で使用するチューブと同一部品にすることがでる。したがって、部品の種類を削減することができコストを削減することができる。また、左右ヘッダタンク（５３，５５）に形成しなければならないチューブ挿入孔も第１チューブ群（６１）用、第２チューブ（９９）用ともに同一形状にすることができる。したがって、同一の工具、冶具を使用することができ、製造コストを削減することができる。また、第１のチューブ群と第２のチューブ群のチューブ間隔ピッチを同一にすれば、さらに製造工程を短縮することができ、コスト削減に貢献することができる。
【００１０】
また、上記課題を解決するため、リターンパイプ（１０１）の中程にはベント部（２０３）が形成されている手段を採用することができる。したがって、リターンパイプ（１０１）と第２のチューブ群（９９）との膨張差を吸収することができる。
【００１１】
また、上記課題を解決するため、前記第１の媒体は冷媒であり、前記第２の媒体はオイルである手段を採用することができる。したがって、コンデンサ部とオイルクーラ部とを有する熱交換器に対して有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図１ないし図３を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す図である。この図において、符号５１は、熱交換器を示す。この熱交換器５１は、対向して並列配置された左右一対の左ヘッダタンク５３と右ヘッダタンク５５を有している。この並行配置された一対のヘッダタンク５３，５５の上下両端部には、これらヘッダタンク５３，５５を連結する上下一対の上サイドプレート５７と下サイドプレート５９が配設されている。これら上下サイドプレート５７，５９は、断面コ字状に形成され、左右ヘッダタンク５３，５５とともに熱交換器５１の構造的な骨格をなしている。
【００１４】
左ヘッダタンク５３と右ヘッドタンク５５との間で下サイドプレート５９寄りには、コンデンサ部となる第１のチューブ群６１が接続されている。この第１のチューブ群６１は水平に１０本配設されており、それぞれの両端部は、左右ヘッダタンク５３，５５にそれぞれ形成されたチューブ孔（図示せず）に嵌合され接合されている。
【００１５】
この第１のチューブ群６１が接続されている右ヘッドタンク５５の上部、下部には、それぞれ冷媒入口６３、冷媒出口６５が設けられている。また、右ヘッドタンク５５内にはセパレータ６７，６９，７１が設けられ、左ヘッドタンク５３内には、セパレータ７３，７５，７７が設けられており、冷媒入口６３から入った冷媒を左右ヘッドタンク５３，５５間で２回往復させ、冷媒出口６５から吐出するようになっている。
【００１６】
すなわち、冷媒入口６５から入った冷媒は、右ヘッドタンク５５のセパレータ６７とセパレータ６９の間の空間に入る。この冷媒は、第１のチューブ群６１のうち上側の第１の往路チューブ７９を通り、左ヘッドタンク５３内のセパレータ７３とセパレータ７５で仕切られた空間で反転して、第１の往路チューブ７９の下側に位置する第１の復路チューブ８１に入る。この冷媒は、右ヘッドタンク５５内のセパレータ６９とセパレータ７１で仕切られた空間で反転して第１の復路チューブ８１の下側に位置する２本の第２の往路チューブ８３に入り、左ヘッドタンク５３内のセパレータ７５とセパレータ７７で仕切られた空間に入る。この空間には、乾燥剤８５、フィルタ８７を内蔵し、一端にモジュレータキャップ８９を有し他端にフィルタ、乾燥剤脱着用のキャップ９１が設けられたモジュレータ９３が接続されている。このモジュレータ９３内を通過した冷媒は、左ヘッドタンク５３内のセパレータ７７の下側の空間に入り、ここに接続されている第２の復路チューブ９５を通って右ヘッドタンク５５内のセパレータ７１の下側の空間に入り、冷媒出口９７から排出されるようになっている。そして、冷媒は第１チューブ群６１を通過する際に冷却され液化される。
【００１７】
左ヘッダタンク５３と右ヘッドタンク５５との間で上サイドプレート５７寄りには、オイルクーラー部となる第２のチューブ群９９が接続されている。この第２のチューブ群９９は、第１チューブ群６１と同一形状に形成された５本のチューブからなり、それぞれの両端部は左右ヘッドタンク５３，５５にそれぞれ形成されたチューブ孔（図示せず）に嵌合され接合されている。
【００１８】
また、上サイドプレート５７の断面コ字状の溝には、リターンパイプ１０１が配設されている。このリターンパイプ１０１は、上記第２チューブ群９９のパイプより大径になされており、その流体通過断面積は、第２のチューブ群９９の全ての流体通過断面積とほぼ等しくなされている。また、このリターンパイプ１０１は、図２（ａ）に示すように、直管部１０３の両端部にフランジ部１０５がそれぞれ形成されている。このリターンパイプ１０１は、その両端部を左右ヘッドタンク５３，５５にそれぞれ形成されたチューブ孔（図示せず）に嵌合されて接合されている。
【００１９】
この第２のチューブ群９９が接続されている右ヘッドタンク５５の上部には、それぞれオイル入口１０７、オイル出口１０９が設けられている。また、右ヘッドタンク５５にはセパレータ１１１，１１３が設けられ、左ヘッドタンク５３内には、セパレータ１１５が設けられており、オイル入口１０７から入ったオイルを左右ヘッドタンク５３，５５間で往復させ、オイル出口１０９から吐出するようになっている。
【００２０】
すなわち、オイル入口１０７から入ったオイルは、右ヘッドタンク５５のセパレータ１１１の上の空間に入り、リターンパイプ１０１を通って左ヘッドタンク５３のセパレータ１１５より上の空間に入る。このオイルは、第２のチューブ群９９を通って冷却され、右サイドタンク５５のセパレータ１１１と１１３との間の空間に入り、オイル出口１０９から排出される。
【００２１】
なお、図中符号１１７はフィンを示し、それぞれのチューブ間に形成されている。また、左右のヘッダタンク５３，５５の上下端にはそれぞれヘッダキャップ１１９，…が設けられており、左右のヘッダタンク５３，５５、モジュレータ９３には、４つの取付ブラケット１２１，…が設けられている。さらに、左右のヘッダタンク５３，５５の間で、第１のチューブ群６１と第２のチューブ群９９との間には、ダミーチューブ１２３が設けられている。
【００２２】
このように、この熱交換器５１は、一対の左ヘッダタンク５３と右ヘッダタンク５５と、この左右のヘッダタンク５３，５５の両端部のそれぞれを連結する一対の上サイドプレート５７と下サイドプレート５９と、下サイドプレート５９寄りのヘッダタンク５３，５５の間に配設されたコンデンサ部として使用される第１のチューブ群６１と、上サイドプレート５７寄りのヘッダタンク５３，５５の間に配設されたオイルクーラとして使用される第２のチューブ群９９とを有し、第２のチューブ群９９のチューブを第１のチューブ群６１のチューブと同一の断面形状にするとともに、第２のチューブ群９９の外側に位置する上サイドプレート５７を断面コ字状状に形成し、この上サイドプレート５７の断面コ字状の溝に沿って、第２のチューブ群９９に連通するリターンパイプ１０１を配設しているから、コンデンサ部を通過する冷媒の流量、圧力とオイルクーラー部を通過するオイルの流量、圧力とが異なっていても、第２チューブ群９９で使用するチューブを第１のチューブ群６１で使用するチューブと同一部品にすることができる。したがって、部品の種類を削減することができコストを削減することができる。特に、従来、オイルクーラー部のオイル入口と出口を同じ側のヘッダタンクに設ける場合、オイルクーラ部のチューブはコンデンサ部のチューブとは異なるものを使用しなければならず、コストアップになっていた。これに対して、この熱交換器５１にあっては、オイルクーラ部とコンデンサ部で同一のチューブを使用でき、大幅にコストの削減を図ることができる。
【００２３】
また、左右ヘッダタンク５３，５５に形成しなければならないチューブ挿入孔も第１チューブ群６１用、第２チューブ９９用ともに同一形状にすることができる。したがって、同一の工具、冶具を使用することができ、製造コストを削減することができる。また、第１のチューブ群と第２のチューブ群のチューブ間隔ピッチを同一にすれば、さらに製造工程を短縮することができ、コスト削減に貢献することができる。
【００２４】
さらに、断面コ字状のサイドプレート５７の溝に沿ってリターンパイプ１０１を配設しているから、図２（ｄ）に示すようにロウ付け前にチューブやフィンを圧縮するためにコアにワイヤＷを巻き付けても、ワイヤＷがリターンパイプ１０１に接触することがなく、リターンパイプ１０１の角が潰れてしまうことを防止することができる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図３を参照して説明する。
【００２６】
この図に示す熱交換器２０１は、図１に示す熱交換器５１のリターンパイプ１０１の中央部にベント部２０３を設けたもので、他の点は熱交換器５１と同じである。このベント部２０３は、第１および第２のチューブ群６１，９９とリターンパイプ１０１とで材質、断面形状等が異なり、その膨張に差が生ずることを考慮して設けられたもので、このベント部分で膨張差を吸収するようになっている。
【００２７】
このように、この第２の実施の形態にあっては、リターンパイプ１０１にベント部２０３を設けているから、リターンパイプとチューブ群との膨張差を吸収することができる。したがって、不要な応力、ひずみがクーラーにかかることを防止することができ、高信頼、長寿命のクーラーを提供することができる。
【００２８】
なお、上記実施の形態においては、コンデンサー部とオイルクーラー部とを有する熱交換器について説明しているが、これに限る必要はなく、圧力、流量等の特性の異なる２種類の流体を同時に冷却する場合であればどのようなものにでも適用できる。
【００２９】
また、上記実施の形態においては、サイドプレートの断面形状については断面コ字状を採用しているが、これに限る必要はなく、断面Ｕ字状、断面Ｃ字状等の凹状であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態である熱交換器を示す正面図。
【図２】図１に示す熱交換器のリターンパイプ及びサイドプレートを示す図であって、（ａ）はリターンパイプを示す正面図、（ｂ）はリターンパイプが装着されたサイドプレートを示す概略正面図、（ｃ）は（ｂ）中Ｃ−Ｃ線に沿う断面図、（ｄ）はワイヤをサイドプレートに巻き付けた状態を示す斜視図。
【図３】図１に示す熱交換器において、リターンパイプにベント部を設けた場合を示す正面図。
【図４】従来の熱交換器を示す正面図。
【図５】従来の熱交換器においてコアにワイヤ巻きを行った状態を示す図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）はリターンパイプとワイヤとの関係を示す断面図。
【符号の説明】
【００３１】
５１    熱交換器
５３    左ヘッダタンク
５５    右ヘッダタンク
５７    上サイドプレート
５９    下サイドプレート
６１    第１のチューブ群
９９    第２のチューブ群
１０１    リターンパイプ
２０１    熱交換器
２０３    ベント部
【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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