(57)【要約】【課題】流体の流れ方向が逆向きとなるチューブが隣接する箇所において、熱応力を緩和することができる熱交換器を提供する。【解決手段】並列して配置され、内部に熱媒体が流れる複数のチューブ２、３と、チューブ２、３の両端部に配置され、チューブ２の両端部と連通するタンク４、５とを備え、複数のチューブ２、３には、熱媒体の流れ方向が逆方向となるチューブが含まれている熱交換器において、複数のチューブ２、３のうち、熱媒体が逆方向である隣接するチューブ２、３の間に、熱媒体が同方向である隣接するチューブ２、３の間に比べて、熱授受が促進される伝熱促進手段７、９を設ける。【選択図】図１
2007162960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列して配置され、内部に熱媒体が流れる複数のチューブ（２、３）と、
前記チューブ（２、３）の両端部に配置され、前記チューブ（２）の両端部と連通するタンク（４、５）とを備え、
前記複数のチューブ（２、３）には、熱媒体の流れ方向が逆方向となるチューブが含まれており、
前記複数のチューブ（２、３）のうち、熱媒体の流れ方向が逆方向の前記チューブ（２、３）どうしの間には、熱媒体の流れ方向が同方向であり、隣接するチューブ（２、３）どうしの間に比べて、熱授受が促進される伝熱促進手段（７、９）が設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
熱媒体が同方向の隣接するチューブ（２、３）の間に第１のフィン（６）が設けられ、熱媒体が逆方向の隣接するチューブ（２、３）の間に前記第１のフィン（６）より肉厚が厚い第２のフィン（７）が設けられており、
前記伝熱促進手段は、前記第２のフィン（７）であ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】
前記伝熱促進手段は、熱媒体が逆方向の隣接するチューブ（２、３）の間に設けられた伝熱促進部材（９）であることを特徴とする請求項１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、複数のチューブと各チューブの端部が連通するタンクとを備えるマルチフロータイプの熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数のチューブと各チューブの端部が連通するタンクとを備えるマルチフロータイプの熱交換器において、往路側チューブを通過した流体がタンク内でＵターンして復路側チューブを通過するＵターンタイプの熱交換器が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようなＵターンタイプの熱交換器では、往路側チューブと復路側チューブとで流体温度が異なるため、往路側チューブと復路側チューブとで熱膨張量が異なる。このため、往路側チューブと復路側チューブとが隣接する部位では、チューブとタンクとの根付部（接合部）の近傍に熱応力が発生し、破断が発生する可能性がある。
【０００４】
本発明は上記点に鑑み、流体の流れ方向が逆向きとなるチューブが隣接する箇所において、熱応力を緩和することができる熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、並列して配置され、内部に熱媒体が流れる複数のチューブ（２、３）と、チューブ（２、３）の両端部に配置され、チューブ（２）の両端部と連通するタンク（４、５）とを備え、複数のチューブ（２、３）には、熱媒体の流れ方向が逆方向となるチューブが含まれており、複数のチューブ（２、３）のうち、熱媒体の流れ方向が逆方向のチューブ（２、３）どうしの間には、熱媒体の流れ方向が同方向であり、隣接するチューブ（２、３）どうしの間に比べて、熱授受が促進される伝熱促進手段（７、９）が設けられていることを特徴としている。
【０００６】
このように、熱媒体の流れ方向が逆方向となるチューブ（２、３）どうしの間に伝熱促進手段を設けることで、これらのチューブ（２、３）間の熱授受を促進することができ、これらのチューブ（２、３）の温度差をできるだけ小さくすることができる。これにより、熱媒体の流れ方向が逆方向となる隣接するチューブ（２、３）の熱膨張量の差をできるだけ小さくすることができ、チューブ（２、３）とタンク（４、５）との根付部における熱応力の発生を抑制でき、破断の発生を抑制することができる。
【０００７】
また、熱媒体が同方向の隣接するチューブ（２、３）の間に第１のフィン（６）が設けられ、熱媒体が逆方向の隣接するチューブ（２、３）の間に第１のフィン（６）より肉厚が厚い第２のフィン（７）が設けられている熱交換器においては、伝熱促進手段を第２のフィン（７）とすることができる。これにより、熱媒体が逆方向の隣接するチューブ（２、３）の間の熱授受を促進することができる。
【０００８】
また、熱媒体が逆方向の隣接するチューブ（２、３）の間にフィンが設けられていない熱交換器においては、伝熱促進手段として熱媒体が逆方向の隣接するチューブ（２、３）の間に伝熱促進部材（９）を設けることで、これらのチューブ（２、３）の間の熱授受を促進することができる。
【０００９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１に基づいて説明する。本第１実施形態の熱交換器は、例えば車両用エンジンを冷却した冷却水と大気（空気）とを熱交換するラジエータに適用することができる。
【００１１】
図１（ａ）は本第１実施形態の熱交換器１を正面から見た概念図であり、図１（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１（ａ）に示すように、熱交換器１は、並列して配置された複数のチューブ２、３を備えている。チューブ２、３は、熱媒体としての冷却水が流れる管として構成されている。図１（ｂ）に示すように、チューブ２、３は図１（ｂ）における左右方向と上下方向にそれぞれ複数設けられている。チューブ２、３は断面が扁平状に形成されており、扁平断面の長手方向が図１（ｂ）における上下方向に位置するように配置されている。
【００１２】
各チューブ２、３の両端にはタンク４、５が接合されており、各チューブ２、３の端部はタンク４、５内部に連通している。第１のタンク４は、冷却水が流入する流入口４ａと冷却水が流出する流出口４ｂが設けられている。また、第１のタンク４の内部には仕切板４ｃが設けられており、流入口４ａから流入した冷却水と流出口４ｂ流出する冷却水は第１のタンク４内部で分離されている。
【００１３】
チューブ２、３は、冷却水の流れ方向が逆方向となる往路側チューブ２と復路側チューブ３とから構成されている。往路側チューブ２には、第１のタンク４から第２のタンク５に向かって冷却水が流れ、復路側チューブ３には、第２のタンク５から第１のタンク４に向かって冷却水が流れる。冷却水は、流入口４ａから第１のタンク４内に流入し、往路側チューブ２内を通過して第２のタンク５内でＵターンし、復路側チューブ３を通過して第１のタンク４に再流入し、流出口４ｂから流出する。
【００１４】
チューブ２、３には波状に成形されたフィン６、７が接合されており、このフィン６、７により空気との伝熱面積を増大させて冷却水と空気との熱交換を促進している。本実施形態のフィン６、７は、図１（ｂ）における左右方向のチューブ２、３を連結するように配置されている。チューブ２、３とフィン６、７が熱交換器１のコア部を構成している。チューブ３、４の両端部には、チューブ３、４の長手方向と略平行に延びてチューブ３、４とフィン６、７からなるコア部を補強するインサート８が設けられている。
【００１５】
本実施形態では、往路側チューブ２同士あるいは復路側チューブ３同士の間に配置された第１のフィン６に比べて、往路側チューブ２と復路側チューブ３が隣接する部位に配置された第２のフィン７は肉厚が厚いフィンを用いている。つまり、冷却水の流れ方向が逆方向となるチューブ２、３間に配置された第２のフィン７は、冷却水の流れ方向が同方向となるチューブ２、３間に配置された第１のフィン６より厚肉に構成されている。
【００１６】
このように、冷却水の流れ方向が逆方向でかつ隣接するチューブ２、３の間に配置された第２のフィン７を厚肉とすることで、これらのチューブ２、３間の熱授受を促進することができ、これらのチューブ２、３の温度差をできるだけ小さくすることができる。これにより、冷却水の流れ方向が逆方向でかつ隣接するチューブ２、３の熱膨張量の差をできるだけ小さくすることができ、チューブ２、３とタンク４、５との根付部における熱応力の発生を抑制でき、破断の発生を抑制することができる。
【００１７】
また、本実施形態の構成では、第２のフィン７を介して往路側チューブ２を流れる冷却水と復路側チューブ３を流れる冷却水との間で熱授受が行われる。つまり、熱交換器１内での熱移動が行われ、外部との熱授受ではないため、第２のフィン７による熱交換器１の熱交換能力への影響はほとんどないものと考えられる。
【００１８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図２に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００１９】
図２（ａ）は本第２実施形態の熱交換器１を正面から見た概念図であり、図２（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。なお、図２（ａ）では、インサート８の図示を省略している。
【００２０】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、本第２実施形態のチューブ２、３は、扁平断面の長手方向が図２（ｂ）における左右方向に位置するように配置されている。また、インサート８は、チューブ２、３の図２（ｂ）における上側と下側に設けられている。本実施形態では、図２（ｂ）における上下方向のチューブ２、３を連結するようにフィン６が配置されており、往路側チューブ２と復路側チューブ３とが隣接する部位にはフィン６が設けられていない。
【００２１】
本実施形態では、往路側チューブ２と復路側チューブ３とが隣接する部位に伝熱促進部材９が設けられている。伝熱促進部材９は、隣接する往路側チューブ２と復路側チューブ３との間の熱授受を促進するためのものであり、例えばアルミニウムや銅等の金属から構成することができる。
【００２２】
このように、冷却水の流れ方向が逆方向でかつ隣接するチューブ２、３の間に伝熱促進部材９を配置することで、これらのチューブ２、３間の熱授受を促進することができ、これらのチューブ２、３の温度差をできるだけ小さくすることができる。これにより、冷却水の流れ方向が逆方向でかつ隣接するチューブ２、３の熱膨張量の差をできるだけ小さくすることができ、チューブ２、３とタンク４、５との根付部における熱応力の発生を抑制でき、破断の発生を抑制することができる。
【００２３】
また、上記第１実施形態における第２のフィン７と同様、伝熱促進部材９による熱交換器１の熱交換能力への影響はほとんどないものと考えられる。
【００２４】
（他の実施形態）
なお、上記第１実施形態では、第１のフィン６より第２のフィン７を厚肉にすることで隣接するチューブ２、３間の熱授受を促進したが、第１のフィン６より第２のフィン７のフィンピッチを小さくし、フィンの密度を高くすることで、隣接するチューブ２、３間の熱授受を促進するように構成してもよい。
【００２５】
また、上記各実施形態では、マルチフロータイプの熱交換器において、熱媒体が１回Ｕターンして流れるＵターンタイプの熱交換器１に適用したが、これに限らず、本発明の熱交換器は熱媒体が逆方向に流れるチューブが隣接する熱交換器であれば適用可能であり、例えば熱媒体が複数回Ｕターンして流れる熱交換器にも適用することができる。
【００２６】
また、上記各実施形態では、本発明の熱交換器は車両用ラジエータに限らず、コンデンサ、ヒータコア、オイルクーラ等の他の種類の車両用熱交換器あるいは車両用以外の熱交換器にも適用可能であり、熱媒体も冷却水に限らず、冷媒やオイル等の他の種類の熱媒体を用いる場合にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）は第１実施形態の熱交換器の正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】（ａ）は第２実施形態の熱交換器の正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…熱交換器、２…往路側チューブ、３…復路側チューブ、４…第１のタンク、５…第２のタンク、６…第１のフィン、７…第２のフィン。
【図１】
2007162960.tif 000003
【図２】
2007162960.tif 000004